SU1447590A1 - Regulator of welding current - Google Patents
Regulator of welding current Download PDFInfo
- Publication number
- SU1447590A1 SU1447590A1 SU874269702A SU4269702A SU1447590A1 SU 1447590 A1 SU1447590 A1 SU 1447590A1 SU 874269702 A SU874269702 A SU 874269702A SU 4269702 A SU4269702 A SU 4269702A SU 1447590 A1 SU1447590 A1 SU 1447590A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- inverter
- voltage
- current
- pulse
- Prior art date
Links
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к сварке, а именно к сварке плавлением на посто нном токе в автоматизированном электросварочном производстве. Цель- повышение качества сварочных соединений за счет обеспечени стабильности сварочного процесса. Регул тор содержит источник посто нного тока, автономный инвертор тока, инвертор напр жени , два трансформатора и два выпр мител , которые работают параллельно на сварочную нагрузку. Система управлени регул тором содержит задающий генератор, распределитель импульсов, первый и второй счетчики импульсов, схему сравнени и последовательно соединенные ограничитель амплитудного значени переменного напр жени , дифференцирующую цепь, импульсный трансформатор и формирователь импульса. Напр жение на выходе автономного инвертора тока отстает по фазе от тока инвертора тока на различные углы при различной нагрузке. -Напр жение на выходе инвертора напр жени отстает от тока на один и тот же угол при различных нагрузках. За счет применени системы управлени , содержащей два счетчика импульсов, обеспечиваетс измерение угла сдвига между напр жением и током в инверторе тока и введение угла запаздывани включени тиристоров инвертора напр жени на такой же угол. Это обеспечивает эквивалентную многофазную выпр мительную схему из двух выпр мителей и значительное уменьшение пульсаций сварочного тока. 2 ил. о О1The invention relates to welding, in particular to fusion welding on direct current in automated electric welding production. The goal is to improve the quality of welding joints by ensuring the stability of the welding process. The regulator contains a direct current source, an autonomous current inverter, a voltage inverter, two transformers and two rectifiers that operate in parallel to the welding load. The controller control system includes a master oscillator, a pulse distributor, first and second pulse counters, a comparison circuit and a series-connected AC voltage limiter, a differentiating circuit, a pulse transformer, and a pulse shaper. The output voltage of an autonomous current inverter lags behind the current inverter current at different angles at different loads. The voltage at the inverter output lags the current by one and the same angle at different loads. Through the use of a control system containing two pulse counters, a measurement of the shear angle between the voltage and the current in the current inverter is provided, and the introduction of the delay angle of the turn-on of the voltage inverter thyristors at the same angle. This provides an equivalent multi-phase rectifier circuit of two rectifiers and a significant reduction in welding current ripple. 2 Il. about O1
Description
Изобретение относитс к сварке и предназначено дл сварки плавлением на посто нном токе и может использоватьс в автоматизированном электросварочном производстве.The invention relates to welding and is intended for fusion welding on direct current and can be used in automated electric welding production.
Цель изобретени - повышение качества сварных соединений за счет обеспечени стабильности сварочного процесса.The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints by ensuring the stability of the welding process.
Па фиг.1 представлена структурна электрическа схема регул тора сварочного тока; на фиг.2 - диаграммы мгновенных значений напр жений и токов на основных элементах регул тора .The pa figure 1 shows a structural electrical circuit of a welding current regulator; Fig. 2 shows charts of instantaneous values of voltages and currents on the main elements of the controller.
Устройство содержит источник посто нного тока 1, положительный вьшод которого соединен с положительным выводом посто нного тока инвертора тока 2. Выводы переменного тока инвертора тока 2 подключены к первичной обмотке трансформатора 3. К вторичной обмотке первого трансформатора 3 через реактор 4 подключен выпр митель 5. Положительный вывод инвертора напр жени 6 подключен к отрицательному выводу инвертора тока 2 К объединенным выводам инверторов подключен конденсатор 7. Отрицательный вывод инвертора напрйжени 6 соединен с отрицательньи вьшодом источника посто нного тока 1 и выводом конденсатора 7. Выводы переменного инвертора напр жени 6 соединены с первичной обмоткой второго тран форматора 8, вторична обмотка которого соединена с входными выводами . переменного тока второго выпр мител 9. Положительный вывод выпр мител 5 соединен с положительным выводом второго выпр мител 9 и подключен к первому выводу регул тора 10. Отрицательный вьшод выпр мител 5 соединен с отрицательным вьшодом второго выпр мител 9 и подключен к второму выводу регул тора 11. К выводам регул тора 10 и 11 подключена сварочна нагрузка 12. Система управлени содержит задающий генератор 13, распределитель импульсов 14, первый счетчик импульсов 15, второй счетчик импульсов 16 и схему сравнени 17. Ограничитель амплитуды переменного напр жени 18 подсоединен к вторичной обмоП : : первого трансформатора 3. Выход ограничител 18 соединен через дифференцирующую цепь 19 с первичной обмоткой импульсного трансформатораThe device contains a DC source 1, the positive output of which is connected to the positive DC output of the current inverter 2. The AC outputs of the current inverter 2 are connected to the primary winding of the transformer 3. A rectifier 5 is connected to the secondary winding of the first transformer 3 through the reactor 4. Positive the output of the voltage inverter 6 is connected to the negative output of the current inverter 2 A capacitor 7 is connected to the combined outputs of the inverters. The negative output of the voltage inverter 6 is connected to the negative Flax terminals of the DC source 1 and the output of the capacitor 7. The outputs of the variable voltage inverter 6 are connected to the primary winding of the second transformer 8, the secondary winding of which is connected to the input terminals. alternating current of the second rectifier 9. The positive output of the rectifier 5 is connected to the positive output of the second rectifier 9 and connected to the first output of the controller 10. The negative output of the rectifier 5 is connected to the negative output of the second rectifier 9 and connected to the second output of the regulator 11 A welding load 12 is connected to the terminals of the regulator 10 and 11. The control system includes a master oscillator 13, a pulse distributor 14, a first pulse counter 15, a second pulse counter 16, and a comparison circuit 17. Amplitude limiter AC voltage 18 is connected to the secondary winding:: the first transformer 3. The output of the limiter 18 is connected via a differentiation circuit 19 to the primary winding of a pulse transformer
20. Выход импульсного трансформатора 20 соединен с формирователем импульса 21, который соединен с вторым входом первого счетчика 15. На диаграммах мгновенных значений фиг.2 обоз- , начены напр жение 22 задающего гене- ратора, напр жение 23 на первом выходе распределител импульсов, напр жение 24 на втором выходе распределител импульсов, ток 25 первого тиристора инвертора тока, напр жение 26 на выходе инвертора тока, напр жение 27 на выходе ограничител , напр жение20. The output of the pulse transformer 20 is connected to a pulse shaper 21, which is connected to the second input of the first counter 15. In the diagrams of the instantaneous values of FIG. 2, the voltage 22 of the master oscillator is started, the voltage 23 at the first output of the pulse distributor, for example 24 at the second output of the pulse distributor, current 25 of the first thyristor of the current inverter, voltage 26 at the output of the current inverter, voltage 27 at the output of the limiter, voltage
28 на выходе дифференцируюцей цепи, напр жение 29 на выходе импульсного трансформатора, напр жение 30 на выходе формировател импульсов, напр жение 31 на первом счетчике, напр жение 32 на втором счетчике, напр жение 33 на выходе схемы сравнени ,ток 34 первого тиристора инвертора напр жени , напр жение 35 на выходе инвертора напр жени , напр жение 36 на выходе регул тора.28 at the output of a differentiated circuit, voltage 29 at the output of a pulse transformer, voltage 30 at the output of the pulse shaper, voltage 31 at the first counter, voltage 32 at the second counter, voltage 33 at the output of the comparison circuit, current 34 of the first inverter thyristor voltage voltage, 35 at the output of the inverter voltage, voltage 36 at the output of the regulator.
Регул тор сварочного тока работает следующем образом.The welding current controller works as follows.
В режи1-е холостого хода инвертор тока 2 и инвертор напр жени 6 имеютIn idle mode, current inverter 2 and voltage inverter 6 have
различные входные сопротивлени .Входное сопротивление инвертора тока 2 имеет малое значение.Оно определ етс уравнениемvarious input resistances. The input resistance of current inverter 2 is small. It is determined by the equation
5five
00
5five
00
5five
R а хR and x
ит- сIT
(х2/К„+К„),(х2 / К „+ К„),
где X, - реактивное сопротивлениеwhere X is the reactance
СWITH
коммутирующего конденсатораswitching capacitor
инвертора TOKaj Rj, - сопротивление, определ емоеinverter TOKaj Rj, - resistance determined by
потер ми в конденсаторе иloss of capacitor and
трансформаторе; а коэффициент, определ емьшtransformer; and the coefficient determined by
схемой инвертора. При со сопротивление инвертора тока равно О, Сопротивление инвертора напр жени 6 имеет большое значение. Оно определ етс большими сопротивлени ми потерь холостого хода. В этом режиме напр жение источника посто нного тока 1 практически полностью приложено к инвертору напр5гаени 6. Напр жение на сварочной нагрузке 12 в режиме холостого хода определ етс коэффициентом трансформации второго трансформатора 8 и значением напр жени источника питани 1. При по влении нагрузочного тока в цепи сварочной нагрузки 12 увеличиваетс ток Id в цепи посто нного тока инвертора напр жени 6 и инвертора тока 2. С уменьшением сопротивлени сварочной нагрузки и увеличением тока Id увеличиваетс падение напр жени на входном сопротивлении К„т-. инветора тока 2 и увеличиваетс напр жение на трансформаторе 3 и выпр мителе 5. При критическом значении сопротивлени сварочной нагрузки напр жени на выпр мителе 5 будет равно напр жению на выпр мителе 9. Вентили выпр мител 5 будут проводить ток. Инвертор тока 2 перейдет в нагрузочный режим. С увеличением тока в цепи переменного тока инвертора 2 входное сопротивление его увеличиваетс . Увеличиваетс напр жение на выводах посто нного тока инвертора тока 2 и уменьшаетс значение напр жени на выводах посто нного тока инвертора напр жени 6, что приводит к уменьшению напр жени на выводах выпр мител 9. Нагрузка на инвертор напр жени 6 уменьшаетс и увеличиваетс значение загрузки инвертора тока 2 В рабочем режиме мощности, передаваемые из цепи посто нного тока инвертором тока 2 и инвертором напр жени 6, близки по значени м. При одинаковых мопщост х в рабочих режимах равномерно загружаютс трансформаторы , тиристоры и вентили всего регул тора . Конденсатор 7, подключенный к выводам посто нного тока инвертора напр жени 6, необходим дл согласовани условий работы инвертора тока 2 и инвертора напр жени 6.Ток инвертора тока 2 имеет непрерывный характер, а ток инвертора напр жени 6 содержит переменную составл ющую . Изменение значени сопротивлени сварочной нагрузки 12 в рабочих режимах приводит к изменени м загрузки инвертора тока 2 (В) и угла сдвига между напр жением и током нагрузки (cj) . Это приводит к изменению угла между напр жением и током в инверторе тока () в соответствии с выражениемinverter circuit. When the resistance of the current inverter is equal to 0, the resistance of the voltage inverter 6 is of great importance. It is determined by the high resistance of no-load losses. In this mode, the voltage of the DC source 1 is almost completely applied to the voltage inverter 6. The voltage on the welding load 12 at idle is determined by the transformation ratio of the second transformer 8 and the voltage value of the power supply 1. When load current appears in the circuit welding load 12 increases the current Id in the DC circuit of the inverter voltage 6 and current inverter 2. As the resistance of the welding load decreases and the current Id increases, the voltage drop across the input increases ohm resistance to "m-. current 2 and increases the voltage on the transformer 3 and rectifier 5. At a critical value of the resistance of the welding load, the voltage on rectifier 5 will be equal to the voltage on rectifier 9. The rectifier valves 5 will conduct current. Current Inverter 2 will go into load mode. With increasing current in the AC circuit of inverter 2, its input resistance increases. The voltage on the DC outputs of the inverter current 2 increases and the voltage value on the DC outputs of the voltage inverter 6 decreases, which reduces the voltage on the terminals of the rectifier 9. The load on the voltage inverter 6 decreases and the inverter load value increases current 2 In the operating mode, the power transmitted from the DC circuit by the inverter 2 and the voltage inverter 6 is close in value. With the same masses in the operating modes, the transformers are loaded evenly and all valves regulator. A capacitor 7 connected to the DC terminals of the voltage inverter 6 is necessary to coordinate the operating conditions of the current inverter 2 and the voltage inverter 6. The current of the current inverter 2 is continuous, and the current of the voltage inverter 6 contains a variable component. A change in the resistance value of the welding load 12 in the operating modes leads to a change in the load of the current inverter 2 (V) and the shift angle between the voltage and the load current (cj). This leads to a change in the angle between the voltage and the current in the current inverter () in accordance with the expression
1 J Ll-psintfji. cos PCOS q1 J Ll-psintfji. cos PCOS q
Следовательно, значительное изменение значений сварочного сопроШв- лени приводит к изменению угла jj и изменению времени от момента переключени тиристоров инверторов токаConsequently, a significant change in the welding resistance values leads to a change in the angle jj and a change in the time from the moment of switching current inverter thyristors
, ,
47590 147590 1
до момента изменени знака напр жени на выходе инвертора тока 2 (t,,, - фиг.2 кривые 25, 26). Дл стабилиза- ции формы напр жени на выходных выводах регул тора lO-i-ll необходимо изменение времени t компенсировать изменением момента переключени тиристоров инвертора напр жени . Дл until the sign of the voltage changes at the output of the current inverter 2 (t ,,, - Fig.2, curves 25, 26). To stabilize the voltage form at the output terminals of the lO-i-ll regulator, it is necessary to compensate for the change in time t by changing the switching time of the voltage inverter thyristors. For
10 этого тактовые импульсы от задающего генератора 13 подаютс на распределитель импульсов 14 и счетчики 15 и 16. Импульсы управлени с распределител импульсов 14 поочередно10 of this, clock pulses from master oscillator 13 are applied to pulse distributor 14 and counters 15 and 16. Control pulses from pulse distributor 14 are alternately
15 с равными интервалами подаютс на запуск счетчиков 15 и 16 (диаграммы 23 и 24). Одновременно импульс 23 подаетс на переключение тиристоров инвертора тока 2. Диаграмма 25 тока15 at equal intervals are fed to the launch of counters 15 and 16 (diagrams 23 and 24). At the same time, the pulse 23 is applied to the switching of the thyristors of the current inverter 2. Current diagram 25
20 тиристора инвертора тока 2 показывает , что полуволна тока опережает полуволну напр жени 26 на врем tg,m. Диаграмма 27 показывает вид кривой на выходе ограничител напр жени The 20 thyristor of the current inverter 2 indicates that the half-wave of the current is ahead of the half-wave voltage 26 by the time tg, m. Diagram 27 shows the curve at the output of the voltage limiter.
25 18, а 28 - на выходе дифференцирующей цепи 19. Импульс напр жени 29 имеет место на выходе трансформатора 20. Формирователь импульса 21 обеспечивает формирование импульса 30,25 18 and 28 at the output of the differentiating circuit 19. A voltage pulse 29 takes place at the output of the transformer 20. Pulse driver 21 provides the formation of a pulse 30,
30 который необходим дл останова счета тактовых импульсов от генератора 13 счетчиком 15. Диаграмма 31 показывает количество ш пульсов на счетчике 15 за врем . Начало счета тактовых импульсов счетчиком 16 определ етс пусковым импульсом 24.При равенстве импульсов на счетчиках 15 и 16 срабатывает схема сравнени 17 (импульс 33), который определ ет момент включени тиристора инвертора напр жени (диаграмма 34) и момент перехода напр жени через нулевое значение (диаграмма 35). Напр жение на выводах регул тора 10-11 определитс напр жени ми 26 и 35 с учетом их выпр млени (диаграмма 36) . Таким образом, в режимах с большим сопротивлением нагрузки нагрузочна характеристика регул тора имеет жесткую характеристику, а в рабочих режимах с малыми значени ми сопротивлени сварочной нагрузки вольт-амперна характеристика - крутопадающа .30 which is necessary for stopping the counting of clock pulses from the generator 13 by the counter 15. Diagram 31 shows the number of w pulses on the counter 15 per time. The start of the counting of clock pulses by the counter 16 is determined by the starting pulse 24. In the case of equal pulses on the counters 15 and 16, a comparison circuit 17 (pulse 33) is triggered, which determines the instant of switching on the thyristor of the voltage inverter (diagram 34) and the moment of voltage going through zero value (Diagram 35). The voltage at the terminals of the regulator 10-11 is determined by voltages 26 and 35, taking into account their rectification (diagram 36). Thus, in modes with a large load resistance, the load characteristic of the controller has a hard characteristic, and in operating modes with small values of the resistance of the welding load, the current-voltage characteristic is steeply dipping.
По сравнению с известным в предложенном регул торе на рабочих режимах напр жение имеет малые пульсации за счет введени сдвига момента включени тиристоров инвертора напр жени на интервал, равный времениCompared to the known operating voltage in the proposed controller, the voltage has small ripples due to the introduction of a shift in the moment of switching on the inverter thyristors by an interval equal to the time
3535
4040
4545
5050
5555
между моментом включени тиристоров инвертора тока и моментом изменени знака напр жени на выходе инвертор тока.between the moment of switching on the thyristors of the current inverter and the moment of changing the sign of the voltage at the output of the current inverter.
Экспериментальна проверка показала , что применение предлагаемого регул тора сварочного тока позвол ет в 2-3 раза уменьшить потери в регул торе по сравнению с известным за счет улучшени формы выходного напр жени . Стабилизаци сварочного процесса обеспечиваетс с высокой точностью без применени дополнительных сглаживающих устройств.Experimental verification has shown that the use of the proposed welding current regulator can reduce the losses in the regulator by a factor of 2-3 compared with that known by improving the shape of the output voltage. Stabilization of the welding process is provided with high precision without the use of additional smoothing devices.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874269702A SU1447590A1 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Regulator of welding current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874269702A SU1447590A1 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Regulator of welding current |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1447590A1 true SU1447590A1 (en) | 1988-12-30 |
Family
ID=21313851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874269702A SU1447590A1 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Regulator of welding current |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1447590A1 (en) |
-
1987
- 1987-06-29 SU SU874269702A patent/SU1447590A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1296337, кл. В 23 К 9/00, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4333046A (en) | Power factor control of a three-phase induction motor | |
US4017784A (en) | DC to DC converter | |
EP0016538A1 (en) | DC-DC converter including a high-frequency inverter, and battery charger incorporating same | |
SU1447590A1 (en) | Regulator of welding current | |
Borst et al. | Voltage control by means of power thyristors | |
US4225788A (en) | X-ray diagnostic generator comprising an inverter feeding the high voltage transformer | |
SU752743A1 (en) | Dc voltage converter control method | |
US4030021A (en) | Inverter | |
RU2658312C1 (en) | Method of building control system of three-phase bridge rectifier and three-phase voltage regulator and device for its implementation | |
SU1001379A1 (en) | Ac-to-dc converter | |
SU1758810A1 (en) | Independent current inverter | |
JPS5922791Y2 (en) | AC power supply | |
KR890008325Y1 (en) | Electric welding device | |
RU2154559C1 (en) | Method for stabilizing electric arc process and apparatus for performing the same | |
SU1731503A2 (en) | Welding current regulator | |
SU1149359A1 (en) | A.c. voltage-to-d.c. voltage converter with voltage multiplication | |
SU1390745A1 (en) | High-frequency thyristor oscillator | |
SU851636A1 (en) | Device for charging storage battery with asymmetric current | |
SU880809A1 (en) | Method of converting alternative-current energy to direct-current energy and apparatus for performing same | |
SU738048A1 (en) | Device for charging storage batteries | |
SU795799A1 (en) | Welding current controller | |
SU998037A1 (en) | Arc welding power supply source | |
SU1653101A1 (en) | Ac-to-ac converter | |
JPH0248373B2 (en) | ||
RU2049616C1 (en) | Universal welding generator |