Устройство для измерения напряжения на сварочных электродах

Устройство для измерения напряжения на сварочных электродах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

S г .. (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 26.06. 78(21) 2632270/25-27 .(51)М. Кл.

В 23 К 11/24 с присоединением заявки ¹вЂ”

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2309.80.Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 02. 10. 80 (5Ç) УДК 621. 791. .763.037(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. A. Петров, A. И. Комарчев и Чье Еи Ун р

"а

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В ° И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

HA СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ

1

Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано для измерения мгновенных, действующих, амплитудных и средних значений напряжения на сварочном контакте. 5

Известно устройство для измерения сопротивления сварочного контакта, которое основано на определении напряжения на свариваемых деталях и тока в сварочном контуре и последующим преобразовании полученных сигналов j1j

Известное устройство может быть использовано для измерения напряжения на сварочном контакте, однако имеет низкую точность измерения(вслед45 ствии наводок на измеряемую цепь).

Известиы устройства для измерения напряжения на сварочных электродах, содержащие катушку индуктивности, помещаемую в магнитное поле вторичного 20 ,контура сварочной, машины и включаемую встречно в цепь измерения напряжения .для компенсации наводок на измерительную цель от сварочного тока j 23.

В известных устройствах для уст- Й ранения наводок при измерении осуществляется интегрирование измеряемого напряжения от начала очередного полупериода протекания сварочного тока до его конца. 30

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения напряжения на сварочных электродах, содержащее пояс

Роговского, один из выводов которого эаэемлен, а второй вывод соединен со .входом интегратора, инвертирующий и неинвертирующий усилители, схему преобразования напряжения f3) .

Однако применение такого устройства может быть эффективным только при измерении среднего или среднеквадратичного значения в то время, как во многих случаях для контроля и регулирования режима контактной сварки более целесообразно измерять мгновенные, -действующие или амплитудные значения напряжения на сварочном контакте.

Для повышения точности измерения напряжения на сварочном контакте в предлагаемое устройство введены позисторы, дифференциальный усилитель и вычитающее устройство, при этом вХОдЫ инвертирующего и неинвертирующего усилителей соединены с выходом интег-, ратора, а выходы подключены через позисторы ко входам дифференциального усилителя, соединенного с первым входом вычитающего устройства, второй

764895 вход которого соединен с незаземленным выводом пояса Роговского, а третий вход — с одним из выводов вторичной обмотки сварочного трансформатора, второй вывод которого заземлен, при этом выход вычитающего устройства соединен со входом схемы преобразования напряжения.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства для измерения напряжения на сварочном контакте.

Предлагаемое устройство содержит датчик 1 тока — пояс Роговского, интегратор 2, инвертирующий усилитель

3, неинвертирующий усилитель 4, позисторы 5 и б, дифференциальный усилитель 7, вычитающее устройство 8 с входными сопротивлениями 9, 10 и 11, схему 12 преобразования напряжения и сварочный трансформатор 13.

Пояс Роговского предназначен для получения сигнала, пропорционального

d „„ производной от сварочного тока—

dt

На выходе интегратора 2 Формируется сигнал пропорциональный мгновенному значению сварочного тока < ц. Инвертирующий и неинвертирующий усилители

3 и 4 с одинаковыми модулями коэффициентов передачи предназначены для формирования противофазнЫх сигналов, пропорциональных сварочному току 4

Позисторы 5 и 6 наклеиваются на консоль сварочной машины. В случае изменения активного сопротивления вторичного контура при нагреве протекающим сварочным током величины позисторов 5 и 6 изменяются обратно пропорционально действительным изменениям активного сопротивления вторичного контура. Дифференциальный усилитель

7 предназначен для формирования разчости от двух входных сигналов. Вычи" тающее устройство 8 производит операцию вычитания над тремя входными сигналами. Коэффициенты передачи вычитающего устройства 8 по различным входам устанавливаются сопротивлениями 9, 10 и 11. Схема 12 преобразования напряжения формирует на выходе сигнал, пропорциональный действующему, амплитудному или среднему значению напряжения на сварочном контак-. те.,При этом элементы устройства соединены так, что один иэ выводов пояса

Роговского соединен с интегратором

2 и в устройство введены инвертирующий и неинвертирующий усилители 3 и

4, входы которых соединены с выходом интегратора .2, а выходы подключены через позисторы 5 и 6 ко входам дифференциального усилителя 7, соединенного через сопротивление 9 с первым входом вычитающего устройства 8 второй вход которого соединен через сопротивление 10 с незаземленным выводом пояса Роговского ., а третий вход соединен через сопротивление 11 с одним из выводов вторичной обмотки

5 !

О

55 бО

65 сварочного трансформатора 13, второй вывод которого заземпен, при этом выход вычитающего устройства 8 соединен со входом схемы 12 преобразования напряжения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В ходе сварочного процесса устройство производит вычисление мгновенного значения напряжения 0 на сварочном контакте согласно выражению: "св тр. Cg R "к

dt. где U — напряжение на вторичной обтр мотке сварочного трансформатора;

R - активное сопротивление вторичиого контура сварочной машины; индуктивность вторичного контура сварочной машины.

Напряжение 0 р со вторичной обмотки трансформатора подается на вход вычитающего устройства 8 через сопротивления 11. Сигнал — (производная от

d б сварочного тока) снимается с пояса

Роговского и подается на вход вычитающего устройства 8 через сопротивление

10, величина которого устанавливается пропорциональной индуктивности

На выходе интегратора 2 формируется сигнал, пропорциональный мгновенному значению сварочного тока, Для компенсации погрешности измерения (вследствии увеличения активного сопротивления RÄ при нагреве вторичного контура протекающим сварочным током 4с, что приводит к увеличению падения напряжения на активном сопротивлении R <, в устройство введена компенсационная схема, содержащая инвертирующий и неинвертирующий усилители 3 и 4, позисторы 5 и б и дифференциальный усилитель 7. На выходах усилителей 3 и

4 формируются сигналы - О„и О,равные по велйчине, но противоположные по

Фазе и пропорциональные сварочному току . Эти сигналы — Ц и П через по- . зисторй 5 и б поступают на входы дифФеренциального усилителя 7. Коэффициенты передачи дифференциального усилителя 7 по обоим входам устанавливаются пропорциональными активному сопротивлению Кх и определяются величинами позисторов 5 и 6. При йагреве вторичного контура сопротивление позисторов

5 и 6 уменьшаются, что приводит к увеличению коэффициентов передачи дифференциального усилителя 7 по обоим входам, а следовательно к увеличению выходйого сигнала 0 дифференциального усилителя 7,,-который пропорционален падению напряжения на активном сопротивлении йк вторичного контура сварочной машины. Позисторы 5 и 6, наклеивае мые иа консоль сварочнрй машины, подключаются к схеме устройства при по764895

Заказ 6400/12

160 Подписное мощи .экранированных проводов для устранения наводок от сварочного тока в.

Однако при этом происходит неполное устранение наводок н соединительных проводах. Следовательно, на инвертирующем входе дифференциального усилителя 7 действует суммарный сигнал U „,. складывающийся из сигнала - U и сигнала наводки U<

Uå„= U4+Uиу (2) а на неинвертирукщем входе действует суммарный сигнал U „

UI„,=U +о„ (3)

На выходе дифференциального усилителя 7 формируется сигнал U

Таким образом, неустраненные наводки в проводах, соединяющих позисторы 5 и 6 со схемой устройства, взаимокомпенсируются в дифференциальном усили. теле 7 и на его выходе формируется сигнал U равный удвоенному значению входнйх сигналов и пропорциональный падению напряжения на актинном сопротивлении вторичного контура. Сигнал 0 подается через сопротивление аых

9 на вход нычитающего устройства 8, на выходе которого формируется сигнал 0, соответствующий мгновенному значению напряжения на сварочном контакте U», который преобразуется в схеме 12 преобразования напряжения в действующее, среднее или амплитудное значение.

Предлагаемое устройство имеет повышенную точность измерения напряжения на сварочном контакте, благодаря наличию компенсирующей схемы, которая позволяет повысить помехозащищенность устройства при измерении от наводок и скомпенсировать погрешность измерения, обусловленную увеличением падения напряжения на активном сопротивлении вторичного контура сварочной машины при нагреве протекающим сварочным током. Данное устройство позволяет с повышенной точностью измерять мгновенное, действующее, среднее и амплитудное значения напряжения на сварочном контакте, что невозможно осуществить известными устройствами, которые не обладают такой универсальностью.

При измерении напряжения предлагаемым устройством не требуется подключения измерительных цепей к элект0 родам сварочной машины, как это делается в известных устройствах. Это повышает эксплуатационные удобства при применении данного устройства на сварочных машинах.

Предлагаемое устройство целесообразно испольэовать в качестве измерительного органа систем автоматического контроля или управления процессом контактной сварки. с целью обеспечения заданного качества сварных соединений.-Использование предлагаемого устройства для контроля напряжения на ,сварочном контакте, являющегося одним из основных параметров режима сварки, позволит повысить качество сварных соединений.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряже20 ния на сварочных электродах, содержащее пояс Рогонекого, один из выводов которого заземпен, а второй вывод соединен со входом интегратора, инвертирующий и неинвертирующий усилители, 2 схему преобразования напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью: повышения точности измерения напряжения на сварочном контакте, в устройство введены позисторы, дифференциальный усилитель и вычитающее устройство, при этом входы иннертирующего и неинвертирующего усилителей соединены с ныходом интегратора, а выходы подключены через позисторы ко входам диффе35 ренциального усилителя, соединенного с первым входом вычитающего устройства, второй вход которого соединен с незаземленным выводом пояса Роговского, а третий вход — с одним из электродов, при этом второй электрод за4О землен, а выход нычитающего устройства соединен со входом схема преобразования напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Авторское свидетельство СССР

9 347138, кл. В 23 К 11/24, 1968, 2..Патон Б. Е., Лебедев В. К. Электрооборудование для контактной сварки. M., "Машиностроение", 1969

5О с. 410-411, с. 19-20.

3. Орлов Б. Д. и др. Контроль точечной и роликовой электросварки, M. "Машиностроение", 1973, с. 177-178.

ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4