Система дуговой электросварки

Система дуговой электросварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к области дуговой электросварки и, более конкретно, к системе дуговой электросварки для объединения источников тока для работы с тандемными электродами.

Включение посредством ссылки

Настоящее изобретение относится к системе дуговой электросварки, использующей источники питания переменного тока высокой емкости для возбуждения двух или более тандемных электродов типа, который используется при линейной сварке металлических заготовок. Хотя изобретение может быть использовано с любым стандартным источником питания переменного тока с переключателями для изменения выходной полярности, предпочтительно, чтобы источники питания использовали принцип переключения, раскрытый в патенте №6111216 на имя Stava, согласно которому источник питания представляет собой инвертер, имеющий два больших переключателя выходной полярности, причем ток дуги снижается перед тем как переключатели реверсируют полярность. Следовательно, термин "точка переключения" обозначает сложную процедуру, при которой источник питания сначала выключается, ожидая спадания тока до величины меньшей, чем предварительно выбранное значение, например 100 ампер. После достижения порога 100 ампер выходные переключатели источника питания реверсируются для реверсирования полярности выходной линии постоянного тока инвертера. Таким образом, "точка переключения" представляет собой команду отключения, известную как команда "уничтожения" ("kill"), для инвертера источника питания, за которой следует команда переключения для реверсирования выходной полярности. Выходной сигнал отключения может представлять собой спадание до пониженного уровня тока. Эта процедура дублируется при каждом последовательном реверсировании полярности, так что источник питания переменного тока реверсирует полярность только при низком токе. За счет этого демпфирующие схемы для выходных переключателей управления полярностью могут быть уменьшены в размерах или вообще исключены. Поскольку такой принцип переключения является предпочтительным для определения точек переключения, как используется в настоящем изобретении, патент №6111216 на имя Stava включен в настоящее описание посредством ссылки. Принцип использования переменного тока для тандемных электродов хорошо известен в технике. Более ранняя заявка №09/336804, поданная 12 июня 1999, раскрывает систему, в которой каждый из тандемных электродов запитывается от отдельного источника питания типа инвертера. Частота изменяется для снижения взаимных помех между переменным током в соседних тандемных электродах. Фактически, данная заявка относится к единым источникам питания для возбуждения либо электрода, запитываемого постоянным током, за которым следует электрод переменного тока, либо двух или более электродов, возбуждаемых переменным током. В каждом случае отдельный источник питания типа инвертера используется для каждого электрода, и в источниках питания высокой емкости переменного тока используется принцип точки переключения согласно патенту №6111216 на имя Stava. Данная система для отдельного возбуждения каждого из тандемных электродов отдельным источником питания высокой емкости характеризует собой предшествующий уровень техники для настоящего изобретения и включена в настоящее описание в качестве такого предшествующего уровня техники. Аналогичным образом, заявка США 09/406406, поданная 27 сентября 1999, раскрывает еще одну систему дуговой электросварки, в которой каждый электрод в операции тандемной сварки возбуждается двумя или более независимыми источниками питания, соединенными параллельно с одной электродной дугой. Система использует один набор переключателей, имеющий два или более точно сбалансированных источника питания, образующих вход схемы переключателя реверсирования полярности, работающей в соответствии с патентом №6111216 на имя Stava. Каждый из источников питания управляется одним командным сигналом и поэтому совместно использует идентичное значение тока, объединяемое и направляемое через переключатели реверсирования полярности. Система данного типа требует больших переключателей реверсирования полярности, поскольку весь ток, подаваемый на электрод, проходит через один набор переключателей. Вышеупомянутая заявка не раскрывает комбинации главного и подчиненного источников питания для одного электрода, а раскрывает общую информацию предшествующего уровня техники, к которому имеет отношение настоящее изобретение. Поэтому данная заявка также включена в настоящее описание посредством ссылки.

Предшествующий уровень техники

Применения, связанные со сваркой, такие как сварка труб, часто требуют высоких токов и используют несколько дуг, создаваемых тандемными электродами. Такие системы сварки весьма подвержены некоторым несоответствиям, обусловленным нарушениями дуги вследствие магнитного взаимодействия между двумя соседними тандемными электродами. Система для устранения недостатков, обусловленных соседними тандемными электродами, возбуждаемыми переменным током, раскрыта в предшествующей заявке №09/336804, поданной 21 июня 1999 правопреемником настоящего изобретения. В данной предшествующей заявке каждый из электродов, возбуждаемых переменным током, имеет свой собственный источник питания на основе инвертера. Выходная частота каждого источника питания изменяется таким образом, чтобы предотвратить магнитные взаимные помехи между соседними электродами. Эта система требует отдельного источника питания для каждого электрода. Когда текущие требования для данного электрода превышают текущую номинальную мощность источника питания на основе инвертера, должен проектироваться, конструироваться и изготавливаться новый источник питания. Таким образом, такая система для работы с тандемными сварочными электродами требует источников питания высокой емкости или высокой номинальной мощности для получения высокого тока, как это требуется для сварки труб. Для снижения потребности в специальных источниках питания высокой текущей номинальной мощности для работающих тандемно электродов правопреемник разработал систему, раскрытую в заявке №09/406406, в которой каждый электрод переменного тока возбуждается двумя или более источниками питания на основе инвертера, соединенными параллельно. В этих параллельных источниках питания выходные токи объединяются на входной стороне схемы переключения полярности. Таким образом, когда для заданного электрода требуются более высокие токи, то используются два или более параллельных источника питания. В этой системе каждый из источников питания работает совместно и равным образом совместно использует выходной ток. Таким образом, ток, требуемый при изменениях условий сварки, может быть обеспечен только путем завышения текущей номинальной мощности одного блока. Сбалансированная по току система позволяет объединить несколько меньших источников питания; однако источники питания должны быть соединены параллельно на входной стороне схемы переключения для реверсирования полярности. Как таковые для каждого электрода требовались большие переключатели. Следовательно, такая система преодолевает недостаток, заключающийся в необходимости обеспечения специальных источников питания для каждого электрода, используемого в операции тандемной сварки того типа, который используется в сварке труб; однако все же имеется недостаток, состоящий в том, что переключатели должны быть довольно большими, и вход параллельно соединенных источников питания должен быть точно согласован за счет управления одним сигналом управления током. Данная предшествующая заявка не использует принцип синхронизации сигнала для каждого сварочного модуля, направляющего ток на каждый тандемный электрод. Однако система все еще требует больших переключателей. Данный тип системы использовался для работы в локальной сети Ethernet, взаимосвязывающей сварочные модули. В межсоединениях Ethernet синхронизация не может точно контролироваться. В описанной системе синхронизация переключения для данного электрода должна только сдвигаться на временной основе, но не требует точного определения для конкретного времени. Таким образом, описанная система, требующая уравновешивания тока и одной схемы переключения, характеризовала собой способ получения высокого емкостного тока для использования в тандемных операциях дуговой электросварки при использовании сети Ethernet или системы управления сети Интернет и Ethernet. Имеется потребность в управлении сварочными аппаратами с помощью сети Ethernet c применением или без применения линий связи сети Интернет. Ввиду ограничений синхронизации эти сети требуют использования систем тандемных электродов такого типа, который использует только общие методы синхронизации.

Сущность изобретения

В системах высокого тока для дуговой электросварки является предпочтительным возбуждать один электрод несколькими параллельно соединенными источниками электропитания типа инвертера, с применением сетевого управления. Недостатком является то, что такие системы требовали точного выравнивания тока, а также требовали единой выходной схемы переключения высокой емкости. Такие системы могли управляться от сети; однако параметр для каждого параллельно соединенного источника электропитания не мог быть изменен. Каждый из модулей мог быть только смещен относительно каждого другого с помощью синхронизирующего сигнала. Такие системы были не пригодны для централизованного управления посредством Интернет и/или для управления посредством локальной сети, поскольку разработка сети только для обеспечения сдвига между модулями была невыгодной.

Настоящее изобретение использует принцип одного модуля дуговой электросварки переменного тока для каждого электрода, причем сам модуль включает в себя один или несколько параллельно включенных источников электропитания, каждый из которых имеет свою собственную схему переключения. Выходные токи схем переключения затем объединяются с целью возбуждения электрода. Это позволяет использовать относительно небольшие переключатели для реверсирования полярности отдельных источников электропитания, включенных параллельно в системе. Кроме того, относительно малые источники электропитания могут быть включены параллельно для создания высокого входного тока на каждом из различных электродов, используемых в тандемной операции сварки. Использование нескольких независимо управляемых источников электропитания, запараллеленных после схемы переключения полярности, для возбуждения одного электрода обеспечивает предпочтительное использование сети, такой как Интернет или Ethernet.

В соответствии с изобретением меньшие источники электропитания в каждой системе соединены параллельно для питания одного электрода. За счет координации точек переключения каждого из параллельно соединенных источников электропитания с высокоточным интерфейсом выходной переменный ток является суммой токов от параллельных источников электропитания без использования объединения перед переключателями полярности. С использованием этого принципа сеть Ethernet, с каналом сети Интернет или без нее, может управлять параметрами сварки каждого из параллельно соединенных источников электропитания системы сварки. Синхронизация точек переключения точно управляется посредством нового интерфейса, в то время как параметры сварки, направляемые к контроллеру для каждого источника электропитания, могут быть обеспечены сетью Ethernet, которая не имеет точной временной основы. Таким образом, канал сети Интернет может быть использован для направления параметров контроллерам отдельных источников электропитания системы сварки для возбуждения одного электрода. При этом нет необходимости в точности на временной основе для этих параметров сварки, закодированных для каждого источника электропитания. В предпочтительной реализации точка переключения является командой отключения, ожидающей обнаружения спадания тока ниже минимального порогового значения, такого как 100 ампер. Когда каждый источник электропитания получает команду переключения, они затем переключаются. Точки переключения между параллельно включенными источниками электропитания, мгновенно или в последовательности, связанной с командой отключения с задержкой ожидания, точно координируются платой интерфейса с точностью менее 10 мкс, предпочтительно в диапазоне 1-5 мкс. Эта точность синхронизации координирует и согласует операцию переключения в параллельно соединенных источниках электропитания для обеспечения координации выходного переменного тока.

За счет использования Интернет или локальной сети Ethernet набор параметров сварки для каждого источника электропитания становится доступным посредством менее точной информационной сети, с которой контроллеры для параллельно соединенных источников электропитания соединены через плату высокоточного цифрового интерфейса. Таким образом, переключение отдельных параллельно соединенных источников электропитания системы становится координированным. Это является преимуществом, позволяющим использовать управление системой сварки через Интернет и локальную сеть. Информационная сеть включает сигналы синхронизации для инициирования нескольких систем дуговой электросварки, соединенных с различными электродами в операции тандемной сварки в выбранном фазовом соотношении. Каждая из систем сварки для соответствующего электрода имеет индивидуальные точки переключения, точно управляемые, в то время как системы имеют смещения или задержки для предотвращения магнитных взаимных помех между различными электродами. Это позволяет осуществлять возбуждение различных электродов переменного тока с использованием общей информационной сети. Изобретение особенно полезно для параллельно соединенных источников электропитания, предназначенных для питания данного электрода переменным током. Точки переключения координируются посредством точного интерфейса, и параметр сварки для каждого параллельно соединенного источника электропитания обеспечивается общей информационной сетью. Эта сеть может также приводить в действие электрод постоянного тока, что не требует взаимосвязанных точек переключения, используемых в настоящем изобретении.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается система дуговой электросварки для создания электрической сварочной дуги переменного тока между электродом и свариваемой деталью. Как пояснено ниже, система может возбуждать один электрод одним инвертером. В качестве одной из особенностей системы, два или более источника электропитания могут возбуждать один электрод. Таким образом, система содержит первый контроллер для первого источника электропитания, обуславливающий создание первым источником электропитания переменного тока между электродом и свариваемой деталью путем генерации сигнала переключения с точками переключения для реверсирования полярности в общем синхронизированном соотношении с сигналом синхронизации данной системы, принимаемым первым контроллером. Этот первый контроллер приводится в действие при первых параметрах сварки в ответ на набор сигналов параметров, соответствующих первому источнику электропитания, направляемых первому контроллеру. Предусматривается по меньшей мере один подчиненный контроллер для приведения в действие подчиненного источника электропитания для создания переменного тока между тем же самым электродом и свариваемой деталью путем реверсирования полярности переменного тока в точках переключения. Подчиненный контроллер работает при вторых параметрах сварки в ответ на второй набор сигналов параметров, соответствующих источнику электропитания, направляемых в подчиненный контроллер. Информационная сеть, соединенная с первым контроллером и со вторым или подчиненным контроллером, содержит цифровые сигналы параметров, соответствующих первому и второму источникам питания, для двух контроллеров и соответствующий системе синхронизирующий сигнал. Таким образом, контроллеры принимают сигналы параметров и синхронизирующий сигнал от информационной сети, которая может представлять собой сеть Ethernet с каналом сети Интернет или без нее или просто локальную сеть. Изобретение предусматривает использование цифрового интерфейса, соединяющего первый контроллер и подчиненный контроллер, для управления точками переключения второго или подчиненного источника электропитания посредством сигнала переключения с первого или главного контроллера. На практике, первый контроллер запускает реверсирование тока в точке переключения. Данное событие передается с высокой точностью на подчиненный контроллер для запуска его процесса реверсирования тока. Когда каждый контроллер воспринимает ток дуги как меньший, чем заданное значение, формируется сигнал готовности. После формирования всех сигналов готовности со всех параллельно соединенных источников электропитания все источники электропитания реверсируют полярность. Это возникает после приема строба или команды поиска каждые 25 мкс. Таким образом, переключение происходит синхронно и имеет задержку менее 25 мкс. Следовательно, оба контроллера имеют взаимосвязанные данные, управляющие точками переключения переменного тока для одного электрода. Те же самые контроллеры принимают информацию о параметрах и синхронизирующий сигнал из информационной сети, которая на практике представляет собой комбинацию Интернет и Ethernet или локальную сеть Ethernet. В соответствии с изобретением точность синхронизации цифрового интерфейса лежит в диапазоне, ограниченном примерно 10 мкс, предпочтительно в диапазоне 1-5 мкс. Таким образом, точки переключения для двух контроллеров, возбуждающих один электрод, определяются командами в пределах менее 5 мкс. Тогда переключение в действительности происходит в пределах 25 мкс. В то же время, относительно менее чувствительная ко времени информация принимается из информационной сети, также соединенной с двумя контроллерами, управляющими переменным током для одного электрода в тандемной операции сварки. Максимальная задержка 25 мкс может быть изменена, но является меньшей, чем точность выдачи команд переключения.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система дуговой электросварки для создания сварочной дуги переменного тока между электродом и свариваемой деталью. Система содержит первый источник электропитания для создания первого переменного тока с первыми параметрами сварки между электродом и деталью путем генерации первого сигнала управления переключением для реверсирования полярности первого тока в конкретный момент времени переключения. Второй источник электропитания предназначен для создания второго переменного тока с вторыми параметрами сварки между тем же электродом и свариваемой деталью с помощью второго сигнала управления переключением для реверсирования полярности второго тока в момент времени переключения, координированный с конкретным моментом времени переключения первого источника электропитания. Изобретение обеспечивает интерфейс синхронизации между первым и вторым источниками электропитания для создания второго сигнала реверсирования переключения первым сигналом реверсирования переключения, где сигналы переключения равны 10 мкс, предпочтительно менее 5 мкс для конкретного времени переключения. Следовательно, параллельно соединенные индивидуально переключаемые источники электропитания координированы точным согласованием моментов времени реверсирования переключения. Главный контроллер имеет сигнал команды переключения, синхронизированный с фазовым сигналом. Сигнал команды быстро передается цифровым интерфейсом на контроллер параллельно включенного источника электропитания. Второй источник электропитания затем обрабатывает свою точку переключения. В одном варианте осуществления эти точки переключения вызывают реверсирование полярности. Предпочтительно, эти точки переключения просто вызывают отключение инвертеров, так что они снижают токи по кривой постоянной времени. Когда оба тока уменьшаются до заданной величины, параллельно соединенные источники электропитания переключаются.

В изобретении соединенные между собой контроллеры имеют логику полярности, указывающую на полярность двух выходных токов. Это просто гарантирует, что два источника электропитания переключаются с согласованными полярностями. Таким способом контроллер первого источника электропитания сообщает контроллеру второго источника электропитания какая полярность реверсируется. Логика полярности не является частью изобретения, хотя она используется в реализации изобретения. Точность команд переключения является критическим аспектом цифрового высокоскоростного интерфейса межсоединения между контроллерами, которые в остальном управляются информационной сетью, такой как сеть Ethernet с каналом сети Интернет или без него.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложена система дуговой электросварки для создания первой сварочной дуги переменного тока между первым сварочным электродом и свариваемой деталью и второй сварочной дуги переменного тока между вторым сварочным электродом и той же деталью, когда первый и второй электроды перемещаются вдоль детали. Это представляет собой определение операции сварки при тандемном монтаже. Изобретение также предусматривает систему, включающую в себя первый модуль по меньшей мере с двумя источниками электропитания, соединенными с первой дугой и приводимыми в действие в первый синхронизированный момент времени, определяемый первым синхронизирующим сигналом с первыми параметрами сварки, и высокоточный интерфейс межсоединения между источниками электропитания первого модуля для коррелирования переключения полярности источников электропитания в первом модуле. Также имеется второй модуль по меньшей мере с двумя источниками электропитания, соединенными с второй дугой и приводимыми в действие во второй синхронизированный момент времени, определяемый вторым синхронизирующим сигналом, смещенным относительно первого синхронизированного сигнала, с вторыми параметрами сварки, и высокоточный интерфейс межсоединения между источниками электропитания второго модуля для коррелирования переключения полярности источников электропитания во втором модуле. Информационная сеть низкой точности, например канал сети Интернет, соединенный с локальной сетью, соединена с первым и вторым модулями и содержит цифровые сигналы, включающие в себя первые и вторые параметры сварки, и оцифрованные первый и второй синхронизирующие сигналы. Таким способом соединенные параллельно источники электропитания каждого модуля соединены между собой посредством высокоточного интерфейса, в то время как различные контроллеры работают с сигналами в информационной сети, которые не являются чувствительными к времени.

Основной задачей настоящего изобретения является обеспечение модуля дуговой электросварки или системы, включающей в себя два параллельных источника электропитания для возбуждения одного электрода, причем источники электропитания соединены между собой для координации точек или команд переключения, но управляются независимо внешней сетью, обеспечивающей нечувствительные к времени параметры.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение модуля дуговой электросварки или системы, как определено выше, причем модуль или система могут быть использованы для возбуждения двух или более тандемно смонтированных электродов со смещенным фазовым соотношением, чтобы предотвратить или уменьшить взаимные помехи между электродами.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение модуля дуговой электросварки или системы, как определено выше, причем модуль или система используют ряд источников электропитания меньшей мощности, которые можно объединить для создания источника электропитания высокой емкости для одного электрода. Таким способом несколько источников электропитания меньшей мощности можно объединить для создания источников электропитания большей мощности по мере возникновения потребностей в более высоких токах.

Также задачей настоящего изобретения является обеспечение модуля дуговой электросварки или системы, как определено выше, причем модуль или система обеспечивают возможность управления одним источником электропитания в модуле с использованием параметров, отличающихся от параметров для любого другого источника электропитания. Таким путем один источник электропитания может поддерживаться на более высоком уровне, в то время как другие источники электропитания имеют более широкий диапазон соответственно потребностям более высоких токов.

Также задачей настоящего изобретения является обеспечение системы дуговой электросварки, включающей в себя параллельно соединенные источники электропитания для возбуждения одного электрода переменным током, характеризуемой согласованностью переключателей реверсирования полярности для обеспечения тока, суммируемого на электроде.

Указанные и другие задачи и преимущества поясняются в последующем описании, иллюстрируемом чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - схема соединения двух параллельно соединенных источников электропитания, каждый из которых имеет выход переключения и которые используются для реализации изобретения;

Фиг.3 - эскиз, показывающий три тандемно работающих электрода, каждый из которых возбуждается системой сварки согласно настоящему изобретению, со смещенными синхронизирующими сигналами из информационной сети, показанными на графике по фиг.3А с использованием обобщенной блок-схемы по фиг.3В;

Фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая более детально предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, соответствующий приведению в действие двух отдельных систем или модулей сварки от одного центрального блока управления;

Фиг.5 - схематичная иллюстрация изобретения, используемого для возбуждения нескольких тандемных электродов, как показано на фиг.5А;

Фиг.6 - схематичная иллюстрация изобретения, используемого для возбуждения двух тандемных электродов, как показано на фиг.6А;

Фиг.7 - иллюстрация двух тандемно смонтированных электродов, приводимых в действие по процедуре переключения со смещением, как показано на графике по фиг.7А с использованием принципа точки переключения, раскрытого в патенте №6111216 на имя Stava;

Фиг.8 - схематичная иллюстрация функционирования программного обеспечения, предназначенного для переключения параллельно соединенных источников электропитания, как только координированные команды переключения обработаны, и создан следующий сигнал совпадения.

Предпочтительный вариант осуществления

В соответствии с тем, что представлено на чертежах, приведенных исключительно в целях иллюстрации предпочтительного варианта осуществления изобретения, но не для его ограничения, фиг.1 иллюстрирует одиночную систему S дуговой электросварки в форме одного модуля для создания переменного тока в виде дуги на сварочном посте WS. Эта система или модуль включает в себя первый главный сварочный аппарат А с выходными выводами 10, 12 в последовательном соединении с электродом Е и свариваемой деталью W в форме стыкового соединения труб или иной сварочной операции. Преобразователь 14 тока на эффекте Холла обеспечивает напряжение в линии 16, пропорциональное току сварочного аппарата А. Менее критичные к времени данные, такие как параметры сварки, формируются в удаленном центральном блоке 18 управления. Аналогичным образом, последующий подчиненный сварочный аппарат В включает в себя выводы 20, 22, соединенные параллельно с выводами 10, 12 для направления дополнительно переменного тока на сварочный пост WS. Преобразователь 24 тока на эффекте Холла обеспечивает напряжение в линии 26, представляющее уровни тока в сварочном аппарате В в процессе сварочной операции. Хотя показан только один подчиненный или следующий сварочный аппарат В, любое количество дополнительных сварочных аппаратов может быть подсоединено параллельно главному сварочному аппарату А для формирования переменного тока между электродом Е и свариваемой деталью W. Новым признаком является объединение переменного тока на сварочном посте вместо осуществления этого перед схемой переключения полярности. Каждый сварочный аппарат должен включать в себя контроллер и источник электропитания на базе инвертера, как показано объединенным блоком 30 главного контроллера и источника электропитания и блоком 32 подчиненного контроллера и источника электропитания. В соответствии с настоящим изобретением контроллеры 30, 32 принимают данные параметров и данные синхронизации от логической сети относительно низкого уровня. Информация или данные параметров являются специфическими для источника электропитания, причем каждый из источников питания обеспечивается такими требуемыми параметрами как ток, напряжение и/или скорость подачи электродной проволоки. Цифровая сеть низкого уровня может обеспечивать информацию о параметрах; однако преимущество изобретения связано с обеспечением возможности параллельного соединения нескольких блоков контроллеров и источников электропитания, имеющих выходные переменные токи, таким образом, что переключение переменного тока для реверсирования полярности происходит в одно и то же время. "Одно и то же" время означает различие во времени менее 10 мкс и предпочтительно в диапазоне 1-5 мкс. Для выполнения точной координации выходного переменного тока с источника 30 электропитания и источника 32 электропитания информация о точках переключения и полярности не может быть обеспечена из обычной логической сети, где синхронизация является менее точной. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением отдельные источники электропитания переменного тока координируются посредством быстродействующего высокоточного логического интерфейса постоянного тока, определяемого здесь как "шлюзы" (межсетевые интерфейсы). Как показано на фиг.1, источники 30, 32 электропитания обеспечиваются необходимыми рабочими параметрами, что показано двунаправленными выводами 42m, 42s, соответственно. Эта нечувствительная к времени информация обеспечивается цифровой сетью, показанной на фиг.1 и описанной ниже. Главный источник 30 электропитания принимает синхронизирующий сигнал, как показано однонаправленной линией 40, для тактирования воздействия контроллером на его выходной переменный ток. Полярность переменного тока для источника 30 электропитания подается на выход, как показано линией 46. Действительная команда переключения для переменного тока задающего источника 30 электропитания выдается по линии 44. Команда переключения сообщает источнику S электропитания на базе инвертера, что необходимо отключиться для достижения существенного спада тока. В качестве альтернативы, это действительно является сигналом переключения для реверсирования полярности. "Точки переключения" или команда по линии 44 предпочтительно соответствует командам "отключения" и реверсирования тока, использующим "точки переключения", как это описано в патенте №6111216 на имя Stava. Таким образом, синхронизированные точки переключения или команды выдаются от источника 30 электропитания по линии 44. Эти точки переключения или команды могут предусматривать отключение источника электропитания с последующим сигналом готовности переключения при низком токе или просто точке реверсирования тока. Сигнал готовности переключения используется, когда реализуется принцип "отключения", поскольку инвертеры не могут в действительности реверсировать до тех пор, пока они не окажутся ниже установленного тока. Полярность переключателей контроллера 30 определяет соответствующий логический сигнал в линии 46. Подчиненный источник 32 электропитания принимает логический сигнал точек переключения или команд по линии 44b и логический сигнал полярности по линии 46b. Эти два логических сигнала проходят по межсоединению между главным источником электропитания и подчиненным источником электропитания через высокоточный логический интерфейс, показанный как шлюз 50, то есть передающий шлюз, и шлюз 52, то есть принимающий шлюз. Эти шлюзы представляют собой сетевые платы интерфейсов для каждого из источников электропитания, так что логические сигналы в линиях 44b, 46b точно синхронизируются с логическими сигналами в линиях 44, 46, соответственно. На практике, сетевые платы интерфейсов или шлюзы 50, 52 управляют этими логическими сигналами с точностью в пределах 10 мкс, предпочтительно в пределах 1-5 мкс. Изобретение предусматривает использование сети низкой точности, управляющей отдельными источниками электропитания с помощью данных от центрального блока 18 управления посредством линий 42m, 42s, обеспечиваемых, как показано, шлюзами или платами интерфейсов. Эти линии содержат данные от удаленных областей (таких как центральный блок 18 управления), которые не чувствительны к времени и не используют характеристик точности шлюзов. Высокоточные данные для синхронизации реверсирования переключателей используют логические сигналы межсоединения через платы 50, 52 интерфейсов. Система по фиг.1 представляет собой один модуль для одной дуги переменного тока.

Изобретение главным образом применимо для тандемных электродов, где две или более дуги переменного тока создаются для заполнения большого зазора, имеющего место при сварке труб. Таким образом, главный источник 30 электропитания принимает синхронизирующий сигнал, который определяет операции синхронизации или фазирования системы S для одного электрода, то есть дуга (ARC) 1.

Система S используется с другими идентичными системами для генерации сигналов дуг 2, 3 и 4. Этот принцип схематично показан на фиг.5 и 6. Сигналы синхронизации или установки фазы показаны на фиг.1 только для одного из тандемных электродов. Информационная сеть N, содержащая компьютер центрального блока управления и/или web-сервер 60, обеспечивает цифровую информацию или данные, относящиеся к конкретным источникам электропитания в различных системах или модулях, управляющие различными электродами в тандемной операции. Информация из сети Интернет направляется в локальную сеть в форме сети Ethernet 70, имеющую линии 70а, 70b, 70c межсоединений. Аналогичные линии межсоединений направлены к каждому источнику электропитания, используемому для четырех модулей, создающих дуги 1, 2, 3 и 4 в тандемной операции сварки. Описание системы или модуля S применимо к каждой из дуг на других электродах. Если используется переменный ток, то применяется главный источник электропитания. В некоторых случаях просто используется главный источник электропитания с синхронизирующим сигналом, соответствующим модулю. Сварочная установка с одной дугой не требует синхронизирующих сигналов. Если требуются более высокие токи, то системы или модули включают в себя комбинацию главного и подчиненных источников электропитания, как описано по отношению к системе S на фиг.1. В некоторых случаях предпочтительна дуга постоянного тока, такая как от ведущего электрода в операции сварки с тандемными электродами. Источник электропитания постоянного тока не требует синхронизации, а также нет необходимости в точной взаимосвязи логических сигналов полярности и точек переключения или команд. Некоторые электроды, питаемые постоянным током, могут переключаться между положительной и отрицательной полярностью, но не с частотой электрода, возбуждаемого переменным током. Независимо от структуры дуг Ethernet или локальная сеть 70 включает в себя информацию о параметрах, идентифицируемую в кодированном виде и предназначенную для конкретных источников электропитания различных систем, используемых в операции тандемной сварки. Эта сеть также использует синхронизирующие сигналы для различных модулей или систем, причем системы могут иметь смещение во временном соотношении.