SU1119799A1 - Способ управлени сварочными источниками питани инвертарного типа и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1, Способ управлени  сварочными источниками питани  инверторного типа, по которому измер ют среднее напр жение на выходе источника и формируют внешнюю характеристику путем сравнени  измеренного напр жени  с . уставкой и последующего регулировани  периода следовани  импульсов в инверторе по результату сравнени , отлич ающийс  тем, что, с целью повышени  качествасварного шва путем увеличени  быстродействи  управлени  выходными параметрами источника, измер ют среднее напр жение каждого импульса на выходе источника , одновременно измер ют средний ток каждого импульса на выходе источ ника и наибольший из сигналов, пропорциональных измерений значени  тока и напр жени , используют -рд  регулировани  периода следовани  импульсов в инверторе.. 2. Устройство дл  управлени  сварочными источниками питани  инверторного типа, содержащее выпр мительное устройство, Тиристорный инвертор и блок управлени , включающий в себ  преобразователь напр жени  в длительность периода следовани  управл ющих импульсов, к которому подключен усилитель мощности, отличающее с   тем, что, с целью повышени  качества сварного шва путем увеличени  быстродействи  управлени  выходными (Л параметрами источника, в блок управс лени  введены устройство выбора наибольшего значени  сигналов обратной в св зи тока и напр жени , формирователь импульсов синхронизации, устройства дл  измерени  среднего значени  тока и напр жени  за один период следовани  импульсов в нагрузке, приQO чем входы измерителей соединены че рез соответствующие датчики с выФ ходом инвертора, выходы измерител  СО с устройством выбора наибольшего значени  сигналов обратной св зи тока и напр жени , выход последнего подключен к ВХОДУ преобразовател  напр жени  в длительность периода следовани  управл ющих импульсов, при этом к выходу последнего подключен формирователь импульсов синхронизации, подсоединенный выxoдa и к устройствам дп  измерени  среднего значени  тока и напр жени .

Description

Изобретение относитс  к сварке, . конкретнее к способам и устройствам управлени  сварочными источниками питани  инверторного типа. Известен способ управлени  свароч ными источниками питани  инверторного типа, заключающийс  в том, что регулировани  мощности в дуге осуществл етс  с помощью изменени  период следовани  импульсов в инверторе. При этом способе управлени  можно о сформировать жесткую или пологопадаю щую характеристику источника питани . Способ реализуетс  с помощью устройства, состо щего из выпр мительного устройства, инвертора и блока управлени , в котором дл  изме нени  периода следовани  импульсов в инверторе используетс  информаци  по току и напр жению, измереннал за врем , много больше периода следовани  импульсов Ч Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ управлени  сварочными источниками питани  инверторного типа, по которому измер ют среднее напр жение на выходе источника и формируют внеш . нюю характеристику путем сравнени  измеренного напр жени  с установкой и последующего регулировани  периода следовани  импульсов в инверторе по результату сравнени . Известный способ реализуетс  устройством , содержащим выпр мительное устройство, тиристорньв инвертор и блок управлени , включающий в себ  преобразователь напр жени  в длительность периода следовани  управл ющих импульсов, к которому подключен усилитель мощности 21. Регулирование режима сварки в нем идет путем уменьшени  периода следовани  управл ющих импульсов при уменьшении сопротивлени  дугового промежутка. Ограничение тока сварки происходит за счет срыва стабилизации напр жени  с уменьшением периода до определенной заданной величины. При этом инвертор начинает работать на естественной характеристике. Одна ко при сварке неплав щимс  электродо в среде аргона, например, желательно иметь крутопадающую или штыковую вне нюю характеристику источника питани . Следовательно, дл  различных способов дуговой сварки возникает необходимость формировани  требуемых внешних характеристик. Кроме того, в известных источниках питани  информаци  о сварочном напр жении или токе в дуге, используема  в качестве обратной св зи в схеме управлени  инвертором , усредн етс  за много периодов работы инвертора. Это приводит к тому, что не все возмущени , с:9 занные с изменением сопротивлени  дугового промежутка в процессе переноса металла в дуге, отрабатываютс  схемой управлени . В силу того, что схема управлени  не обладает достаточным быстродействием, источник питани , который  вл етс  объектом управлени , приходитс  делать еще более инерционным звеном, что достигаетс  путем установки на выходе источника питани  громоздких индуктивноемкостных фильтров . Кроме того, схема управлени  такого источника чувствительна к помехам , так как работа узлов схемы не синхронизована с работой инвертора . Дл  обеспечени  надежности работы источника приходитс  вводить дополнительную схему защиты инвертора от опрокидывани . Цель изобретени  - повышение качества сварного шва путем увеличени  быстродействи  управлени  выходными параметрами источника. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу управлени  сварочными источниками питани  инверторного типа, по которому измер ют среднее напр жение на выходе источника и формируют внешнюю характеристику путем сравнени  измеренного напр жени  с уставкой и последующего регулировани  периода следовани  импульсов в инверторе по результату сравнени , измер ют среднее напр жение каждого импульса на выходе источника , одновременно измер ют средний ток каждого импульса на выходе источника и наибольший из сигналов, пропорциональных измеренным значени м тока и напр жени , используют дл  регулировани  периода следовани  импульсов в инверторе. Устройство дл  управлени  сварочными источниками питани  инверторного типа, содержащее выпр мительное устройство , тиристорньй инвертор и блок управлени , включающий в себ  преобразователь напр жени  в длительность периода следовани  управл ющих импульсов , к которому подключен усилитель мощности, в блок управлени  введены устройство выбора наибольшего значени  сигналов обратной св зи тока и напр жени , формирователь импульсов синхронизации, устройства дл  измерени  среднего значени  тока и напр жени  за один период следовани  импулйсов в нагрузке, причем входы измерителей соединены через соответствующие датчики с выхода инвертора , выходы измерител  с устройством выбора наибольшего значени  сигна1лов обратной св зи тока, и напр жени  выход последнего подключен ко входу преобразовател  напр жени  длительность периода следовани  управл ющих импульсов, при этом к вы ходу последнего подключен формирователь импульсов синхронизации, подсоединенный выходами к устройствам дл  измерени  среднего значени  тока и напр жени .

На фиг. 1 показана зависимость сигналов средних значений тока и напр жени  за период от проводимости дугового промежутка (Кц - сопротивление дугового промежутка); на фиг. 2 внешние статические характеристики источника питани ; на фиг. 3 - схема устройства дл  реализации способа управлени ; на 4иг. 4 - устройство дл  измерени  среднего значени  тока и напр жени  за один период следовани  импульсов в нагрузке.

Информационные сигналы, пропорциональные среднему значению напр жени  и тока за период, на выходе. инвертора обрабатываютс . В процессе обработки выбираетс  наибольший из них.

Дл  тиристорно-емкостных инверторов с падающей естественной внешне характеристикой зависимости от изменени  сопротивлени  нагрузки ) Udjp,) обычно имеют вид монотонных кривых. Здесь U(Utp), U(Icp) сигналы среднего значени  тока и напр жени  за период (фиг. 1).

Дл  получени  качественного сварного шва при различных видах дуговой сварки (неплав щимс  электродом в среде защитных газов, плав щимс  электродом в среде COj и ручна  штучным обмазанным электродом) требуютс  различные внешние характеристики источника питани ; штыкова , жестка , крутопадающа  и характеристика с точками излома - кривые А, Б,С, Д (фиг. 2). Построение характеристи с точками излома осуществл етс  с помощью устройства выбора наибольшего значени  путем перехода от слежени  за напр жением к слежению за током при определенной проводимости дугового промежутка - точка О (фиг. 1). . При-в- О - слежение за током, .

при ;г о - слежение за напр жением.

Кн

Устройство дл  реализации способа содержит выпр мительное устройство 1 инвертор 2, блок 3 управлени , состо щий из блоков измерени  среднего значени  сварочного тока 4 и напр жени  5 за один период следовани  импульсов в дуге между электродом 6 и свариваемым изделием 7. Входы блоков 4 .и 5, соединены через датчик 8 тока и напр жени  9 с выходом инвертора 2, а выходы - с блоком tO выбора наибольшего значени , подкпюченного к входу преобразовател  11 напр жени  в длительность периода следовани  управл ющих импульсов, который с помощью усилител  12 мощности управл ет тиристорами 13 и 14 инвертора 2 и блоком 15 формировани  импульсов синхронизации, вход которого соединен с преобразователем 11, а выходы с блоками 4 и 5 измерени .

Устройство работает следующим обг разом.

Информаци  о токе и напр жении с датчиков 8 и 9 передаетс  в измерительные блоки 4 и 5. Каждьй из блоков состоит из двух идентичцьпс каналов (фиг. 4), выполненных по схеме интегрирующих усилителей с электронными ключами, управл емых командами Измерение. Передача информации, Сброс, которые выдает блок 15 формировани  импульсов синхронизации . Команды на каналы поступают поочередно со сдвигом на период По сигналу Измерение замыкаетс  ключ KC и интегрирующий усилитель У1-С1 осуществл ет измерение. В момент прихода на первый канал команды Передача информации ключ К размыкаетс , К. замыкаетс  и информаци  поступает в блок 10 выбора наибольшего значени . На другом канапе в этот момент поступает Измерение и т.д. в указанной последовательности . По сигналу Сброс, подаваемому в момент перехода канала с команды Передача информации ira ко$1 Maiq Измерение, осуществл етс  стирание информации с помощью ключей К,, и Таким образом, на выходе каждого из блоков 4 и 5 присутствует и1Ц ормаци  за предшествующий период, поступающа  в блок 10 выбора наибольшего значени . Текущий период определ етс  наиболыпим из двух сигналов - измеренных за предьщущий период током и напр жением, используемых также дл  формировани  соответствующих управл ющих сигналов. Таким образом, врем , затрачиваемое на компенсацию изменени  режима сварки при изменении сопротивлени  99 дугового промежутка, равно одному периоду следовани  импульсов на выходе источника питани . По сравнению с известным это дает возможность избежать бросков тока при различных возмущакщих.воздействи х, что значительно уменыпает разбрызгивание металла в процессе сварки. Кроме того, при малом времени отработки значительно повышаетс  устойчивость тиристорного инвертора, т.е. уменьшаетс  веро тность его опрокидьшани  при скачкообразном изменении сопротивлени  нагрузки, что дает возможность отказатьс  от специальных схем защиты инвертора от опрокидывани .

Ж

Г/.7.

ФСР.ГГ)

Фиг.1

/

fPuz.2

Фиг. 4

Claims (2)

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 качества·сварного шва путем увеличения быстродействия управления выходными параметрами источника, измеряют среднее напряже* ние 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 для регулирования периода следования импуль-_ч сов 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, отличающе 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 подключен 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.