SU1346367A1

SU1346367A1 - Power supply for arc welding

Info

Publication number: SU1346367A1
Application number: SU853993858A
Authority: SU
Inventors: Николай Георгиевич Синельников; Сергей Никитович Коблов; Александр Иванович Ванин
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-10-23

Description

Источник питани дл дуговой сварки (фиг.1 ) содержит блок 1 импульсного , тока, блок 2 посто нного тока, дуговой промежуток 3, датчик 4 на- пр жени дуги, датчик 5 тока, первый интегрирующий блок 6, второй интегрирующий блок 7, перемножитель 8, задающий блок 9, блок 10 сравнени , блок П регулировани соотно- шени мощностей блоков импульсного и посто нного источников токов, блокThe power source for arc welding (Fig. 1) contains a pulsed unit 1, a current, a direct current unit 2, an arc gap 3, an arc voltage sensor 4, a current sensor 5, a first integrating unit 6, a second integrating unit 7, a multiplier 8, driver unit 9, unit 10 comparison, unit P for adjusting the power ratio of blocks of pulsed and constant current sources, unit

12формировани управл ющего сигнала дл блока импульсного тока, блок12 forming a control signal for a pulsed current unit,

13формировани управл ющего сигнала дл блока посто нного тока13forming control signal for dc unit

В предлагаемом источнике питани дл дугавой сварки блоки импульсного и посто нного токов включены параллельно . Вход датчика 4 напр жени дуги подключен параллельно дуговому промежутку 3., а его выход соединен с входом первого интегрирующего блока 6, выход которого подключен к первому входу перемножител 8, Выход датчика тока подключен к входу второго интегрирующего блока 7, выход которого соединен с вторым входом перемножител 8. Выход перемножител подключен к первому входу блока 10 сравнени , второй вход которого соединен с задающим блоком 9. Выход блока 10 сравнени соединен с входом блока 11 регулировани соотношени мощностей блоков импульсного и по- сто нного токов, первьш выход которого подключен к входу блока 12 формировани управл ющего сигнала дл блока 1 импульсного тока, а второй выход соединен с входом блока 13 формировани управл ющего сигнала дл блока 2 посто нного тока.In the proposed power supply for arc welding, the pulsed and direct current units are connected in parallel. The input of arc voltage sensor 4 is connected in parallel with arc gap 3. And its output is connected to the input of the first integrating unit 6, the output of which is connected to the first input of multiplier 8, the output of the current sensor is connected to the input of the second integrating unit 7, the output of which is connected to the second input multiplier 8. The output of the multiplier is connected to the first input of comparator unit 10, the second input of which is connected to the master unit 9. The output of comparator unit 10 is connected to the input of unit 11 for controlling the power ratio of pulsed blocks and direct current, the first output of which is connected to the input of the control signal generating unit 12 for the pulsed current unit 1, and the second output is connected to the input of the control signal generating unit 13 for the direct current unit 2.

Источник питани дл дуговой сварки работает следующим образом.The power source for arc welding works as follows.

Перед началом работы предвари- тельно выбирают значение мощности дуги и соотнощение между импульсной и посто нной составл ющей электрической мощности, подводимой к дуге. После включени электропитани выбранное значение мощности дуги ; устанавливают с помощью блока 9. Требуемое соотношение между импульсной и посто нной составл ющими элекТрИЧеСКО мощности, Г ОДВОДИМОЙ к. Before starting work, the arc power value and the ratio between the pulse and constant electric power supplied to the arc are preselected. After turning on the power, the selected arc power value; set with the help of block 9. The required ratio between the pulsed and constant components of the electric power, which is accessed by.

дуге, обеспечива путем ре улировки блока П. В случае, когда дуга не горит, на выходе ;.1;лтчика 4 напр жени дуги по в.ч с.тс сигнал, пропорarc, providing by repairing block P. In the case when the arc is not lit, the output; .1; sensor 4 is the arc voltage across the h.ch cts signal, proportional to

5 five

0 5 0 5 0 0 5 0 5 0

5 five

5five

00

пиональный напр жению холостого хода на межэлектродном промежутке 3. На выходе датчика 5 тока сигнал равен нулю. Вследствие этого, на выходе перемножител В устанавливаетс нулевой сигнал, на выходе блока 10 сравнени устанавливаетс сигнал, который проходит через блоки П-13 и настраивает блок 1 импульсного тока и блок 2 посто нного тока на максимальную мощность. После возбуждени дуги, которое может производитьс осцилл тором (не показан) или путем короткого замыкани электродов, сигналы обратной св зи по напр жению (пропорциональный напр жению дуги) и по току (пропорциональный.сварочному току), снимаемые с выходов датчиков 4 и 5, поступают на входы первого 6 и второго 7 интегрирующих блоков соответственно, где преобразуютс в медленно мен ющиес напр жени , пропорциональные действующим значени м напр жени дуги и сварочного тока. Эти напр жени поступают на входы перемножител 8, на выходе которого формируетс сигнал, пропор- илональный текущему значению электрической мопщости, подводимой к дуге. Полученный сигнал поступает на вход блока 10 сравнени , выполненного на операционном усилителе, на другой вход которого поступает сигнал уставки в виде напр жени от задаюп;его блока 9. Значение сигнала определ ет требуемое значение электрической мощности, подводимой к дуге. Усиленный сигнал рассогласовани поступает на вход блока 11 регулировани соотношени мощностей блоков импульсного и посто нного токов, где распредел етс на два его ныхода в зависимости от требуемого соотноп ени составл ющих мощность . Далее сигналы с выходов блока 11 поступают на входы блока 12 формирова.ни управл ющего сигнала дл блока 1 импульсного тока и блока 13 формировгши управл ющего сигнала дл блока 2 посто нного тока и корректируют их работу таким образом , что после окончани переходного процесса, определ емого динами- ческини свойствами контура регулировани , достигаетс равенство между текущим значением электрической мощности , подводимой к дуге, и ее заданным значением, установленным задающим блоком 9.pional idling voltage on the interelectrode gap 3. At the output of current sensor 5, the signal is zero. As a result, a zero signal is set at the output of multiplier B, a signal is set at the output of comparison unit 10, which passes through blocks P-13 and adjusts pulsed current unit 1 and direct current unit 2 to maximum power. After initiating an arc that can be produced by an oscillator (not shown) or by short-circuiting the electrodes, voltage feedback signals (proportional to the arc voltage) and current (proportional to the welding current), taken from the outputs of sensors 4 and 5, They are fed to the inputs of the first 6 and second 7 integrating units, respectively, where they are transformed into slowly varying voltages proportional to the effective values of the arc voltage and welding current. These voltages are fed to the inputs of multiplier 8, at the output of which a signal is formed that is proportional to the current value of the electric impedance supplied to the arc. The received signal is fed to the input of the comparator unit 10, performed at the operational amplifier, to another input of which the setpoint signal is supplied as a voltage from the driver; its block 9. The signal value determines the required value of the electrical power supplied to the arc. The amplified error signal is fed to the input of the block 11 for controlling the power ratio of the pulsed and direct current blocks, where it is distributed to two of its outputs depending on the required ratio of the power components. Next, the signals from the outputs of the block 11 are fed to the inputs of the block 12 of the generated control signal for the pulsed current unit 1 and the block 13 of the control signal for the direct current block 2 and correct their operation so that after the end of the transition process dynamic kinetic properties of the control loop, equality between the current value of the electric power supplied to the arc and its specified value set by the master unit 9 is achieved.

Блок 1 1 регулировани соотношени мощностей блоков импульсного и посто нного токов позвол ет управл ть формой проплавлени шва, одновремен- , но исключа отклонение площади проплавлени шва от заданного значени из-за измен ющегос напр жени дуги. Кроме того, регулировани по программе стабилизированной мощности, Ю подводимой к дуге, и величины соотношени между импульсной и посто нной составл кщей указанной мощности обеспечивает благопри тное воздействие на производительность процесса сварки, на ход металлургических реакций в другом пространстве и сварочной ванне, на термические циклы в зоне термического вли ни и т.д.The power control unit 1 1 of the ratio of the power of the pulsed and constant current blocks allows controlling the weld penetration shape, at the same time, but excluding the weld penetration deviation from the specified value due to the varying arc voltage. In addition, the regulation of the stabilized power program, Yu supplied to the arc, and the ratio between the pulsed and constant components of the specified power provides a beneficial effect on the performance of the welding process, on the course of metallurgical reactions in another space and the weld pool, on thermal cycles heat affected zone, etc.

Все блоки, использованные дл построени предлагаемого источника питани , могут быть реализованы на базе стандартных элементов. Например, в качестве блока 1 импульсного тока может быть использовано устройство, собранное по схеме сильноточной части установки дл высокочастотной дуговой сварки. Блок 2 посто нного тока может состо ть из силового понижающего трансформатора необходимой мощности, выпр мител и электронного регул тора, выполненного на силовых транзисторах, работающих в аналоговом режиме. Датчик 4 напр жени дуги может быть легко изготовлен из стандартных резисторов типа МЛТ. В качестве датчика 5 тока может быть использован шунт. Интегрирующие блоки -6 -и 7 в простейшем случае могутAll the blocks used to build the proposed power source can be implemented on the basis of standard elements. For example, a device assembled according to the high-current part of the installation for high-frequency arc welding can be used as a pulsed current unit 1. The direct current unit 2 may consist of a power down-voltage transformer of the required power, a rectifier and an electronic controller made on the power transistors operating in analog mode. The arc voltage sensor 4 can be easily made of standard MLT resistors. A shunt can be used as a current sensor 5. Integrating blocks -6 and 7 in the simplest case can

Полн ютс на баз-е аналоговых микросхем . Задающий блок реализуетс в виде источника опорного напр жени посто нного тока с регулируемым вручную выходом,Filled on the base of analog chips. The driver unit is implemented as a DC voltage source with a manually adjustable output.

Блок 1 регулировани соотношени мощностей блоков импульсного и посто нного токов может быть выполнен по схеме, показанной на фиг.2, где 14 и 15 - посто нные резисторы оди- накового номинала, 16 - переменный резистор, номинал которого, например , может быть равен удвоенному 15 номиналу резисторов 14 и 15. БлокThe unit 1 for adjusting the power ratio of the pulsed and constant current blocks can be made according to the scheme shown in Fig. 2, where 14 and 15 are constant resistors of the same rating, 16 is a variable resistor, the value of which, for example, can be doubled 15 nominal resistors 14 and 15. Block

12формировани управл ющего сигнала дл блока импульсного тока может быть построен по схеме широтно-им- пульсного модул тора, примен ющегос Forming a control signal for a pulsed current block can be built according to the scheme of a pulse-width modulator, which is used

20 в схеме управлени установки дл 20 in the installation control scheme for

высокочастотной дуговой сварки. Блокhigh frequency arc welding. Block

13формировани управл ющего сигнала дл источника посто нного тока может быть выполнен по схеме усилител по25 сто нного тока с обратной св зью по выходному параметру источника посто , ного тока.Formation of the control signal for a DC source can be performed according to the scheme of a DC amplifier with feedback on the output parameter of the DC source.

В источнике по вл етс возможность регулировать величину соотноше30 ни между импульсной и посто нной составл ющей электрической мощности, подводимой к дуге, и тем самым управл ть формой проплавлени шва, одновременно исключа отклонение площадиAt the source, it becomes possible to regulate the value of the ratio 30 between the pulsed and constant component of the electric power supplied to the arc, and thereby control the shape of the weld penetration, at the same time excluding the area deviation

25 проплавлени шва от заданного значени из-за измен ющегос напр жени дуги. В результате этого обеспечиваетс возможность устранени отрицатель25 weld seam from a predetermined value due to a varying arc voltage. As a result, it is possible to eliminate the negative

ного вли ни на процесс р да техно- быть реализованы по схеме интегрирую- 0 логических и конструктивных возмуще- щей RC-цепочки, дополненной масштаб- ний, возникающих при дуговой сварке ным усилителем на операционном уси- тонк олистовых конструкций (например, лителе, например, К 551 УД 1А. Пере- изменение длины межэлектродного про- множитель 8, блок 10 сравнени вы- . межутка, зазора в стыке и т.д.).effect on the process of a number of techno-processes implemented according to the scheme of integrating logical and constructive perturbing RC-chains, augmented by the scale arising during arc welding with an amplifier on an operational amplifier of thick sheet structures (for example, , K 551 UD 1А. Re-change of the length of the interelectrode factor 8, block 10 comparison of the gap, gap in the joint, etc.).

Блок 1 регулировани соотношени мощностей блоков импульсного и посто нного токов может быть выполнен по схеме, показанной на фиг.2, где 14 и 15 - посто нные резисторы оди- , накового номинала, 16 - переменный резистор, номинал которого, например , может быть равен удвоенному номиналу резисторов 14 и 15. БлокThe unit 1 for adjusting the power ratio of the pulsed and constant current blocks can be made according to the scheme shown in Fig. 2, where 14 and 15 are constant resistors of the same and nominal value, 16 is a variable resistor, the value of which, for example, can be double the rating of resistors 14 and 15. Block

в схеме управлени установки дл in the installation control scheme for

13формировани управл ющего сигнала дл источника посто нного тока может быть выполнен по схеме усилител посто нного тока с обратной св зью по выходному параметру источника посто ного тока.Forming a control signal for a DC source can be performed according to the DC amplifier circuit with feedback on the output parameter of the DC source.

В источнике по вл етс возможность регулировать величину соотношени между импульсной и посто нной составл ющей электрической мощности, подводимой к дуге, и тем самым управл ть формой проплавлени шва, одновременно исключа отклонение площадиAt the source, it becomes possible to adjust the ratio between the pulse and the constant component of the electrical power supplied to the arc, and thereby control the weld penetration shape, at the same time excluding the area deviation

проплавлени шва от заданного значени из-за измен ющегос напр жени дуги. В результате этого обеспечиваетс возможность устранени отрицательpenetration of the seam from the set value due to the varying arc voltage. As a result, it is possible to eliminate the negative

«le/"Le /

ОABOUT

Фиг.11

Составитель В.Пучинский Редактор Н.Тупица Техред М.Мор.гентал Корректор Н.КорольCompiled by V.Puchinsky Editor N.Tupitsa Tehred M.G.Gental Corrector N.Korol

Заказ 5089 Тираж 894ПодписноеOrder 5089 Circulation 894 Subscription

ВНИЩШ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5VNIShSHSH State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 4/5, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 113035

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101

чh

Claims

A POWER SUPPLY FOR ARC WELDING, comprising a pulsed current unit, a DC unit connected in parallel with the arc gap, a comparison unit, a master unit, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint by adjusting the ratio of the output powers of the pulsed and constant units currents when stabilizing the arc power, it introduced an arc voltage sensor, a current sensor, two integrating units, a multiplier, a control unit