UA72024C2 - Method for regulating a welding current source with a resonance circuit - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до способу регулювання джерела зварювального струму з резонансним контуром, як 2 охарактеризований в пункті 1 формули винаходу.

Відомий пристрій дугового зварювання з резонансним контуром згідно з ОЕ 4411227 А1. Він складається з джерела струму інвертора з випрямлячем, що живиться мережевим напруженням, проміжного контуру, перетворювача струму, що тактується з первинної сторони, і випрямляча, який розміщений з вторинної сторони перетворювача струму і з яким пов'язаний процес зварювання, зокрема, зварювальний пальник. Тактування 10 перетворювача струму проводиться через мостову схему, зокрема, через напівміст, причому мостова схема утворена комутаційними елементами. Комутаційні елементи напівміста знаходяться в електропровідному стані протягом заздалегідь заданого інтервалу комутації. Управління і/або регулювання комутаційними елементами мостової схеми проводиться таким чином, що комутаційні елементи включаються в тому випадку, коли або резонансний струм, або резонансне напруження стає рівним нулю, причому для деактивації комутаційних 712 елементів або резонансний струм, або резонансне напруження затухає до нуля, і це значення ще протягом короткого відрізка часу зберігається, перш ніж відбувається деактивація або відключення комутаційних елементів.

Недоліком цього рішення є те, що подібний резонансний контур працює лише на квазі- або напіврезонансі, тобто протікання струму по індуктивності можливо тільки в одному напрямі і на конденсаторі може виникати 20 тільки напруження однієї полярності.

У документі "Сопіегепсе Кесога ої (те 1993 ІЄЕЕ Іпдизігу Арріїсайопе Сопіегепсе 2817 |ІА5 Аппиа! Мееїїпод", що стосується "Електронного зварювального пристрою з інвертором з високочастотним резонансом' від З жовтня 1993р. описаний спосіб регулювання джерела зварювального струму, що містить 25 послідовно-паралельний перетворювач (ІС?-резонансний перетворювач). При цьому виконана у вигляді сч напівміста мостова схема керується пристроєм управління, що містить множину цифрових і аналогових схем. (о)

Регулювання джерела зварювального струму відбувається таким чином, що в нормальному режимі роботи джерела струму робоча точка лежить на характеристиці резонансного контуру поза або поруч з резонансною частотою, для чого мостова схема послідовно керується відповідним чином від пристрою управління. При появі « ор Зміни в навантаженні мостова схема керується потім таким чином, що резонансний контур приводиться в дію щонайменше з резонансною частотою. с

Крім того, з вказаної роботи відомо, що робоча точка при зміні характеристики резонансного контуру о постійно повинна зберігатися на тій же стороні від точки резонансної частоти, або робоча точка не повинна падати нижче резонансної частоти, коли характеристика резонансного контуру змінюється в зв'язку із зміною с 35 опору на виході. Хоч вказаний напівміст виготовляється відносно просто і економічно, однак можливості М регулювання для досягнення стабільної роботи при динамічній зміні навантаження обмежені і не є задовільними при всіх випадках навантаження, що має місце при використанні на практиці.

З МО 97/01211 Аї відомий резонансний перетворювач, в якому також використовується послідовно-паралельний коливальний контур, так що для різних станів навантаження виникають знову різні « 20 резонансні частоти і характеристики. -в

При цьому для узгодження тактової частоти резонансного перетворювача з різними резонансними частотами с коливального контуру, внаслідок змін навантаження, використовується множина генераторів. У зв'язку з безліччю :з» можливих резонансних частот, для регулювання використовується тільки певна кількість резонансних частот, причому можливі робочі частоти перетворювача, тобто дозволені резонансні частоти залежать від генераторів, 45 ЩО використовуються, особливо від їх частоти. При регулюванні здійснюють перемикання між фіксованим чином -1 заданими частотами генераторів, щоб здійснити узгодження потужності перетворювача з навантаженням. При цьому резонансний перетворювач завжди працює з резонансною частотою. Недоліком при цьому є те, що для іме) узгодження з великою кількістю резонансних частот необхідна велика кількість різних резонаторів, і тому о безперервне регулювання неможливе, оскільки може встановлюватися резонансна частота, яка не може бути 5р Співвіднесена з жодним з внутрішніх генераторів, зокрема, не може відповідати частоті відповідного іме) генератора, так що завжди можливе тільки дискретне регулювання. Крім того, недоліком є те, що регулювання

Т» резонансного перетворювача можливо тільки на резонансній частоті і тому зсув робочої точки на характеристиці, а також певний режим роботи на частоті вище або нижче резонансної частоти неможливий. Це може виявитися необхідним, наприклад, при необхідній зміні потужності перетворювача при постійному навантаженні.

В основі винаходу лежить задача створення способу регулювання і/або управління джерелом зварювального струму з резонансним контуром, при якому управління і/або регулювання здійснюється в залежності від вихідних (Ф) умов споживача.

Ге Вказана задача винаходу вирішується за допомогою дій, як охарактеризовано в пункті 1 формули винаходу.

Переважним при цьому є те, що за рахунок подібного регулювання джерела зварювального струму, зокрема, во мостової схеми, гарантується те, що робоча точка зберігається завжди на одній і тій же стороні резонансної характеристики, зокрема, на наростаючій або на спадаючій характеристиці резонансної кривої. Ще одна перевага полягає в тому, що за допомогою різних режимів роботи, особливо в нормальному режимі, в особливому режимі і/або в способі особливого регулювання, резонансний контур продовжує коливатися незалежно від зовнішнього підведення енергії і тим самим може проводитися корекція і подальше узгодження дб /астоти перемикання перемикаючих елементів з резонансною частотою резонансного контуру. Істотна перевага полягає також в тому, що за допомогою подібного способу для регулювання джерела зварювального струму з резонансним контуром може бути реалізована відповідна вихідна характеристика, при якій при незначному протіканні струму є відповідне високе вихідне напруження для підтримки дуги або для запалювання дуги, причому вибір параметрів силових елементів і відповідно джерела зварювального струму може підтримуватися досить низьким, оскільки необхідна додатково енергія надається для використання резонансним контуром.

Перевага забезпечується іншим варіантом виконання згідно з пунктом 2 формули винаходу, оскільки тим самим для нормального режиму роботи може бути реалізований рівномірний процес управління. Тим самим при постійних умовах у споживача можна підтримувати імпульсний режим роботи, що відтворюється і тим самим хорошу якість зварювання. 70 Ще в одному варіанті виконання згідно з пунктом З формули винаходу забезпечується можливості, після зміни, особливо опору споживача, відновити запланований нормальний режим шляхом настройки резонансного контуру.

Інші переважні режими описані в пунктах 4-17 формули винаходу. Витікаючі з них переваги розкриті в описі.

Винахід пояснюється нижче більш детально на прикладах здійснення, що ілюструються кресленнями, на яких /5 представлене наступне:

Фіг.1 - схематичне представлення зварювального автомата або зварювального пристрою;

Фіг.2 - схема електричних з'єднань джерела зварювального струму з резонансним контуром в спрощеному схематичному уявленні;

Фіг.З - схема протікання процесу для джерела зварювального струму в спрощеному схематичному уявленні;

Фіг.4 - графік резонансної характеристики джерела зварювального струму в спрощеному схематичному уявленні;

Фіг.5 - часові діаграми управління джерелом зварювального струму при постійній резонансній частоті в спрощеному схематичному уявленні;

Фіг.6 - часові діаграми управління джерелом зварювального струму при підвищенні резонансної частоти в сч спрощеному схематичному уявленні;

Фіг.7 - часові діаграми управління джерелом зварювального струму при пониженні резонансної частоти в і) спрощеному схематичному уявленні;

Фіг.8 - ще одна схема протікання процесу для джерела зварювального струму в спрощеному схематичному уявленні; «г зо Фіг.9 - часові діаграми управління джерелом зварювального струму при підвищенні резонансної частоти, згідно з Фіг.8, в спрощеному схематичному уявленні; с

Фіг.10 - вихідна характеристика джерела зварювального струму в спрощеному схематичному уявленні; о

Фіг11 - блок-схема регулювання або управління джерелом зварювального струму в спрощеному схематичному уявленні; с

Фіг12 - ще одна схема електричних з'єднань джерела зварювального струму з резонансним контуром в МУ спрощеному схематичному уявленні.

Спочатку зазначається, що однакові елементи в окремих варіантах здійснення позначені на кресленнях однаковими посилальними позиціями. Приведені в окремих прикладах виконання дані положення при зміні положення потрібно осмисленим чином перенести на нове місцеположення. «

На Фіг.1 представлена зварювальна установка або зварювальний пристрій 1 для самих різноманітних з с способів зварювання, таких як МІС/МАС - зварювання або ТІС-зварювання, або спосіб електродного . зварювання. Зрозуміло, можна використати відповідне винаходу рішення в джерелі струму або джерелі а зварювального струму.

Зварювальний пристрій 1 містить джерело 2 зварювального струму з силовим блоком З, керуючим пристроєм 4 Ї перемикаючою ланкою 4, співвіднесеним з силовим блоком З або керуючим пристроєм 4. Перемикальна -І ланка 5 або керуючий пристрій 4 пов'язані з керуючим вентилем 6, який розміщений в живильній лінії 7 для подачі газу 8, переважно захисного газу, як, наприклад, СО 5, гелій або аргон і т.д., між газовим балоном 9 і о зварювальним пальником 10. о Крім того, за допомогою керуючого пристрою 4 може ще керуватися механізм 11 протяжки дроту, загальноприйнятий у випадку МІС/МАС (в середовищі інертного газу/в середовищі активного газу) - зварювання ю при цьому через живильну лінію 12 в зону зварювального пальника 10 подається зварювальний (електродний) ї» дріт з живильного барабана 14. Зрозуміло, можливо, що механізм 11 протяжки дроту, як відомо з рівня техніки, був вбудований в зварювальний пристрій 1, зокрема, в основний корпус, і не виконувався як допоміжний механізм.

Струм для формування дуги 15 між зварювальним дротом 13 і деталлю 16 підводиться по живильній лінії 17 з силового блоку З джерела 2 зварювального струму до зварювального пальника 10 або зварювального дроту 13,

Ф) причому деталь, що зварюється 16 через ще одну живильну лінію 18 також пов'язана зі зварювальним ка пристроєм 1, зокрема з джерелом зварювального струму, і таким чином через дугу 15 може формуватися струминний ланцюг. во Для охолоджування зварювального пальника 10 він може через контур охолоджування 19 з проміжним включенням реле 20 контролю обтікання зв'язуватися з резервуаром для рідини, зокрема, з водяним баком 21, за рахунок чого при пуску в дію зварювального пальника 10 запускається контур охолоджування 19, зокрема, рідинний насос для подачі рідини, що знаходиться у водяному баку 21, і тим самим може здійснюватися охолоджування зварювального пальника 10 або зварювального дроту 13. 65 Зварювальний пристрій 1 має також пристрій 22 введення і/або виведення, за допомогою якого можуть встановлюватися різні параметри зварювання або режими роботи зварювального пристрою 1. При цьому встановлені з допомогою пристрою 22 введення і/або виведення параметри зварювання передаються далі в керуючий пристрій 4, який потім управляє окремими компонентами зварювальної установки або відповідно зварювального пристрою 1.

Крім того, в приведеному на кресленні прикладі виконання зварювальний пальник 10 через шланговий пакет 23 пов'язаний зі зварювальним пристроєм або відповідно зварювальною установкою 10. У шланговому пакеті розміщені окремі лінії від зварювального пристрою 1 до зварювального пальника 10. Шланговий пакет 23 сполучається зі зварювальним пальником 10 за допомогою з'єднувального пристрою 24, відомого з рівня техніки, в якому окремі лінії шлангового пакету 23 сполучені з окремими контактами зварювального пристрою 1 через /о З'єднувальні букси або штекерні з'єднання. Щоб забезпечити зняття навантаження натягнення з шлангового пакету 23, шланговий пакет 23 пов'язаний через пристрій 25 зняття навантаження натягнення з корпусом 26, особливо з основним корпусом зварювального апарату 1.

Фіг.2-7 ілюструють застосування джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27, особливо з послідовно/ларалельним перетворювачем, причому на Фіг2 представлена спрощена еквівалентна схема /5 джерела 2 зварювального струму. На Фіг.З представлена схема протікання процесу управління мостовою схемою 28 джерела 2 зварювального струму. Схематичне представлення частотної характеристики для резонансного контуру 27 представлене на Фіг4. На Фіг.5-7 показані характеристики управління і/або регулювання для джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27.

При побудові джерела 2 зварювального струму, згідно з Фіг.2, схематично показане джерело 29 енергії. Це 2о джерело 29 енергії сполучене з мережею енергопостачання, зокрема, із загальнодоступною мережею живлення, наприклад, мережею змінного напруження 230В або 4008, яка не показана на кресленні. У джерелі 29 енергії змінне напруження, що подається перетворюється в постійне напруження, однак при цьому послідовно включений задавальний елемент високого або низького рівня.

Джерело 29 енергії провідниками 30, 31 сполучений з мостовою схемою 28 і живить її постійним сч ов напруженням. Мостова схема 28 може бути реалізована у вигляді повного моста або напівміста, причому в о показаному прикладі виконання використовується повний міст, який утворений чотирма перемикаючими елементами 32-35 з несинхронізованими (безінерційними) діодами, що відносяться до них 36-39. При цьому перемикаючі елементи 32 і 33 утворені, наприклад, так званими ІЗВТ- транзисторами (біполярними транзисторами з ізольованими затворами), а перемикаючі елементи 34 і 35 утворені, наприклад, «г

МОЗРЕт-транзисторами (польовими транзисторами зі структурою "метал-окисел-напівпровідник ).

Для управління окремими перемикаючими елементами 32-35 останні через керуючі лінії 40-43, показані с штрих-пунктирними лініями, сполучені з керуючим пристроєм 4, так що за рахунок додатку до керуючих ліній о 40-43 енергії перемикаючі елементи 32-35 активуються або деактивуються. У центрі мостової схеми 28 приєднаний резонансний контур 27, зокрема, послідовно-паралельний перетворювач, причому останній с виконаний з індуктивності 44 і сполученого з ним послідовно конденсатора 45, а також іншого конденсатора 46, ї- приєднаного паралельно споживачеві (навантаженню). Резонансний контур 27 в приведеному прикладі виконання окреслений пунктирною лінією.

На виході резонансного контуру 27 включений вимірювальний пристрій 47 для визначення струму і напруження на резонансному контурі 27, причому вимірювальний пристрій 47 за допомогою провідників 48, 49 « приєднаний для передачі величини струму і величини напруження до керуючого пристрою 4. З вимірювальним 7-3 с пристроєм 47 сполучений випрямляч 50, який представлений одним діодом, причому вихід випрямляча 50 сполучений з вихідними виводами 51 і 52 зварювального пристрою 1. К цим вихідним виводам 51 і 52 за ;» допомогою живильних ліній приєднаний споживач, особливо зварювальний пальник 10, причому зварювальний пальник 10 представлений на еквівалентній схемі у вигляді омічного опору 53 і індуктивності 54 живильних

Ліній 17 і 18. -І Більш докладний опис електричного принципу функціонування джерела 29 енергії, мостової схеми 28 і резонансного контуру 27, а також джерела 2 зварювального струму опускається, оскільки вказані елементи ю добре відомі з попереднього рівня техніки. Нижче описується спосіб управління і/або спосіб регулювання для о постачання споживача, особливо зварювального пальника 10, струмом і напруженням, для здійснення процесу

Зварювання. ю У принципі потрібно зазначити, що, згідно з Фіг.4, при застосуванні резонансного контуру 27, особливо при ї» використанні послідовно/паралельного перетворювача, останній завжди приводиться в дію на частоті вище або нижче резонансної частоти. При цьому резонансна частота встановлюється в залежності від вихідного стану, особливо навантажувального опору на вихідних виводах 51, 52, тобто для того щоб при зміні опору на виході і в

Зварювальному пальнику 10, наприклад, при появі короткого замикання, резонансна частота змінюється, при цьому за рахунок вибору параметром джерела 2 зварювального струму, особливо резонансного контуру 27, (Ф) можна встановити відповідний діапазон частоти. У показаній на Фіг.4 частотній характеристиці нанесена ка характеристика з мінімальною резонансною частотою 55 і максимальною резонансною частотою 56. Мінімальна резонансна частота виникає в тому випадку, коли між зварювальним дротом 13 і деталлю 16 виникає коротке бор Замикання і тим самим омічний опір 53 зводиться до нуля. Максимальна резонансна частота встановлюється тоді, коли між зварювальним дротом і деталлю 16 згасає дуга, оскільки тим самим омічний опір 53 стає нескінченно великим.

У процесі роботи джерела 2 зварювального струму, тобто в процесі зварювального процесу резонансна частота резонансного контуру 27 може зсуватися в межах між обома частотами в зв'язку з різними 6в5 навантаженнями, причому для надійного режиму роботи робоча точка 57, яка схематично нанесена на характеристиках, повинна розташовуватися з одного боку від резонансної частоти, зокрема, вище резонансної частоти, так що на основі зовнішнього регулювання або управління від керуючого пристрою 4 ця робоча точка 57 може зсуватися відповідно до необхідної потужності вздовж схематично показаної характеристики при збереженні значення резонансної частоти. За рахунок самих різних вихідних станів під час зварювального процесу встановлюються також різні характеристики, які знаходяться між мінімальною резонансною частотою 55 і максимальною резонансною частотою 56. До того ж на схематично представленій діаграмі на осі абсцис нанесена частота Її, а на осі ординат нанесена передавальна функція Сб, причому передавальна функція о дає множник енергії між вихідним напруженням і вхідним напруженням, тобто, наприклад, якщо передавальна функція С має значення 2, то це відповідає отриманню вихідного напруження, що перевищує в два рази вхідне /о напруження.

Однак при такому використанні резонансного контуру 27 в джерелі 2 зварювального струму потрібно звертати увагу на те, що при регулюванні або управлінні джерелом 2 зварювального струму робоча точка 57 завжди повинна зберігати своє положення на одній і тій же стороні від резонансної частоти, тобто вище або нижче резонансної частоти, оскільки, наприклад, при переході на іншу сторону принцип регулювання або 7/5 Відповідно принцип управління стає зворотним; тобто при встановленні робочої точки 57 вище резонансної частоти, при зміні вихідних умов, а також при зміні опору споживача і тим самим при зміні резонансної частоти вона знову повинна розташовуватися вище нової резонансної частоти.

Якщо, як показано на кресленні, робоча точка 57, наприклад, при характеристиці мінімальної резонансної частоти 55 розташовується вище за цю резонансну частоту, то при швидкій зміні вихідних умов, особливо при швидкій зміні опору, як при ліквідації короткого замикання, виникає зміна резонансної частоти і тим самим характеристики, наприклад, з переходом на максимальну резонансну частоту 56. При цьому, як показано пунктирною лінією, робоча точка 57 переміщається на нову характеристику, а саме, нижче резонансної частоти, слідством чого є зміна принципу управління.

Якщо, наприклад, керуючий пристрій 4 робить зниження потужності, то у випадку робочої точки 57, що лежить сч г вище резонансної частоти, необхідно зробити підвищення частоти, щоб робоча точка 57 могла бути зсунута вздовж спадаючої дільниці характеристики, як видно для характеристики, відповідної мінімальній робочій (8) частоті 55.

Оскільки, як згадано вище, робоча точка 57 за рахунок зміни вихідних умов була зміщена нижче резонансної частоти, як ілюструється характеристикою для максимальної робочої частоти 56 пунктирною лінією, за рахунок «г зо підвищення резонансної частоти тепер реалізовується підвищення потужності, оскільки робоча точка зсувається, наприклад, вздовж наростаючої дільниці характеристики для максимальної резонансної частоти 56, також на с стороні нижче резонансної частоти, що може привести до неправильного функціонування джерела 2 о зварювального струму, а також до пошкодження конструктивних елементів. Цей особливий процес потрібно враховувати особливо при зміні характеристики при переході від більш низької частоти до більш високої с

Зв Частоти, оскільки в іншому випадку, а саме, при переході від більш високої частоти до більш низької частоти, ї- як ілюструється пунктирними лініями, робоча точка 57 зберігає своє положення на тій же стороні характеристики.

Щоб подібна зміна сторони розташування робочої точки 57 не могла статися, застосовується описаний нижче спосіб управління і/або регулювання, при якому забезпечується те, що робоча точка 57 при швидких змінах опору споживача, як це має місце в зварювальному процесі, завжди зберігає своє положення на відповідній « встановленій стороні характеристики, переважно вище резонансної частоти. Це вельми ускладнене при 7-3 с застосуванні джерела 2 зварювального струму, оскільки можуть виникати дуже швидкі зміни вихідних умов або зміни опору, так що при використанні відомих з рівня техніки джерел зварювального струму з резонансним ;» контуром останні частіше за все повертаються в початковий стан, щоб мати можливість здійснити відповідне управління або регулювання.

Щоб зміна робочої точки 57 з переходом з однієї сторони на іншу сторону від резонансної частоти не могла -І статися, для управління або регулювання джерела 2 зварювального струму як параметр регулювання або управління використовується параметр стану резонансного контуру 27, особливо характер протікання струму о або характер зміни напруження в резонансному контурі 27, наприклад, резонансний струм 58, як показано на о Фіг.5-7. Зрозуміло, можна замість резонансного струму 58 застосовувати резонансне напруження в резонансному контурі 27 для регулювання або управління, причому в цьому випадку характеристика зсувається ю на 907. Тим самим гарантується, що при кожній зміні частоти резонансного контуру 27 робоча точка 57 ї» відповідним чином зміщається, тобто при зміні опору, а також при зміні навантаження проводиться управління або регулювання джерела 2 зварювального струму щонайменше з резонансною частотою або вище резонансної частоти, і тим самим забезпечується, що робоча точка 57 не може переміститися на іншу сторону від ов резонансної частоти, так що потім можна здійснити зсув робочої точки 57 на коректну сторону миттєвої характеристики шляхом відповідного підвищення частоти або зменшення частоти. (Ф, Щоб мати можливість більш детально описати регулювання або управління джерелом 2 зварювального ка струму, зокрема, настройку мостової схеми 28 або її перемикаючих елементів 32-35, на Фіг.5-7 представлені різні діаграми регулювання або відповідно управління. При цьому Фіг.5 ілюструє діаграми регулювання або бо управління при постійній резонансній частоті, а також при незміненому вихідному стані споживача, Фіг.б - при підвищенні резонансної частоти, яке виявляється, наприклад, при розмиканні короткого замикання, збільшенні довжини дуги або при гасінні дуги 15, а Фіг.7 - при зменшенні резонансної частоти, яке виявляється, наприклад, при виникненні короткого замикання або зменшенні довжини дуги. Представлені на кресленнях процеси регулювання або управління виникають в джерелі 2 зварювального струму несподівано, так що в 65 будь-який момент часу повинно проводитися відповідне регулювання або управління.

Управління і/або регулювання проводиться в залежності від множини параметрів, причому на діаграмах,

представлених на Фіг.5-7, ілюструються параметри стану, особливо, резонансний струм 58 резонансного контуру 27, розпізнавання переходу 59 через нульову точку керуючим пристроєм 4 або вимірювальним пристроєм 47, пилоподібна характеристика 60 з параметрами управління "альфа" і "пі", а також характеристики управління 61-64 перемикаючих елементів 32-35 і характеристика 65 напруження мостової схеми 28. Окремі характеристики представлені на окремих діаграмах синхронно у часі.

Для регулювання або управління в керуючому пристрої 4 є множина станів перемикання 51-54 для мостової схеми, зокрема, для її перемикаючих елементів 32-35, які викликаються відповідно до умов, що є вихідним в джерелі 2 зварювального струму, а також в зварювальному пальнику 10. Можливе протікання процесів при /о застосуванні окремих станів перемикання 51-54 показане на Фіг.З стрілками.

Збережені стани перемикання 51-54 формуються і зберігаються відповідно до показаної нижче таблиці, причому для стану "ввімк" для перемикаючого елемента 32-35 останній активується за рахунок відповідного управління керуючим пристроєм 4. Крім того, в приведеній нижче таблиці показані інші стани перемикання 55,

Зб, які відповідають іншому прикладу виконання, що ілюструється на Фіг.8 і 9.

Перемикаючі елементи

Стан перемикання 32 3 34 5 Енергопостачання 1 ввімк вимк вимк ввімк Позитиви, фаза запуску з2 ввімк вимк ввімк вимк Позитиви, фаза вільн. колив. з вимк ввімк ввімк вимк Негатив, фаза запуску 4 вимк ввімк вимк ввімк Негатив, фаза вільн. Колив. зб вимк ввімк вимк вимк Особливий режим зб ввімк вимк вимк вимк Особливий режим

Я Я Я - с

Визначення для енергопостачання відповідає тому, коли воно описує підведення енергії в резонансний контур 27 джерела 2 зварювального струму від джерела 29 енергії через мостову схему 28, як це представлене (о) характеристикою 65 напруження, тобто при позитивній фазі запуску і негативній фазі запуску від проміжного ланцюга постійного напруження джерела 2 зварювального струму, таким чином, від джерела 29 енергії, відбувається протікання струму через перемикаючі елементи 32-35 в резонансному контурі 27 і тим самим в « споживачі, особливо в зварювальному пальнику 10, в протилежність чому при позитивній або негативній фазі вільних коливань не відбувається енергопостачання і відповідно протікання струму через перемикаючіеєелементи --СМ 32-35 мостової схеми 28 від проміжного ланцюга, але при цьому ланцюг струму в резонансному контурі 27 о зберігається і в ньому мають місце власні коливання.

При цьому у випадку фаз запуску струм протікає через попарно активовані перемикаючі елементи 32іЗБабо СМ 33 і 34, в протилежність цьому при значенні фази вільних коливань активуються перемикаючі елементи 32 і 34 М або 33 і 35, і тим самим через перемикаючі елементи 32-35 резонансний контур 27 включається на загальний потенціал.

У принципі потрібно згадати, що на основі виникаючих в процесі перемикання втрат потужності в конструктивних елементах перемикаючі елементи, наприклад ІСВТ-транзистори, безпосередньо перед або після « 70 Проходження резонансним струмом 58 через нуль струму в резонансному контурі 27 перемикаються згідно з -о певним керуючим сигналом "альфа", відповідно до пилоподібної характеристики 60, в протилежність чому с перемикаючі елементи 34 і 35, наприклад МО5ЕЕТ-транзистори, перемикаються згідно з певним керуючим :з» сигналом, зокрема фазовим кутом "пі" резонансного струму 58 в резонансному контурі 27, тобто протікання струму в резонансному контурі використовується як параметр управління або регулювання і тим самим джерело 415 2 зварювального струму з резонансним контуром 27, особливо послідовно-паралельним перетворювачем, -1 задіється на резонансній частоті або вище резонансної частоти, таким чином, на власній частоті або вище власної частоти, без використання при цьому зовнішнього параметра, із застосуванням генераторів, як відомо з іме) рівня техніки. Зрозуміло, можна використати і інші транзистори, або перемикаючі елементи 32 і 33 можуть бути о виконані як МО5ЕЕТ-транзистори, а перемикаючі елементи 34 і 35 - як ІСВТ-транзистори.

Параметри управління або регулювання для керуючого пристрою 4 для управління або регулювання іме) мостової схеми 28 утворені керуючими сигналами "альфа" і "пі" і переходом через нуль деякого параметра стану,

Т» особливо резонансного струму 58 або резонансного напруження, причому керуючий сигнал "альфа" призначається для активації перемикаючих елементів 32 і 33 в області переходу струму через нуль, а керуючий сигнал "пі" - для активації перемикаючих елементів 34 і 35 відповідно до певного фазового кута струму, що протікає через резонансний контур 27. Керуючі сигнали "альфа" і "пі" розраховуються або визначаються керуючим пристроєм 4 відповідно до необхідної потужності, так що відповідна тривалість імпульсу мостової (Ф) схеми 28 може бути утворена за рахунок управління перемикаючими елементами 32-35, в протилежність чому г керуючий сигнал переходу струму Через нуль формується синхронно з переходами через нуль резонансного струму 58. во Для формування відповідної тривалості імпульсу для управління перемикаючими елементами 32-35 можна використати різні способи. При цьому керуючі сигнали "пі" ї "альфа" переносяться на пилоподібну функцію, згідно з пилоподібною характеристикою 60 на Фіг.5-7, або порівнюються з пилоподібним сигналом 66, причому при появі точки перетину або при збігу керуючого сигналу "пі" і "альфа" з пилоподібним сигналом 66 здійснюється відповідне управління перемикаючими елементами 32-35. Щоб можна бути здійснити ве синхронізацію пилоподібного сигналу 66 з резонансною частотою резонансного контуру 27, при кожному переході резонансного струму 58 струму через нуль струму відбувається новий запуск безперервного або лінійно наростаючого пилоподібного сигналу 66.

Тут потрібно згадати, що значення керуючих сигналів "альфа" і "пі" при максимальній тривалості імпульсу, тобто при максимальній вихідній потужності можуть бути однаковими по величині, і тоді джерело 2

Зварювального струму приводиться в дію з резонансною частотою, причому при незначній вихідній потужності значення керуючого сигналу "пі" менше, ніж "альфа", внаслідок чого або обидва керівників сигналу вводяться одночасно, або керуючий сигнал "пі" вводиться перед керуючим сигналом "альфа". Крім того, можливо, що при роботі джерела 2 зварювального струму з резонансною частотою значення керуючих сигналів "пі" і "альфа" відповідають тривалості імпульсу резонансного струму, тобто значення керуючих сигналів співпадають з 7/0 максимально досяжним значенням пилоподібного сигналу 66, і тому перемикаючі елементи 32-35 активуються і відповідно деактивуються одночасно або безпосередньо перед кожним переходом струму через нуль, що може бути реалізовано на основі часів включення і управління. Тривалість імпульсу визначається різницею обох керуючих сигналів "пі" і "альфа". Зрозуміло, також можливо, щоб це порівняння або визначення моментів часу включення і/або вимкнення для перемикаючих елементів 32-35 було реалізоване а цифровій формі за 7/5 допомогою лічильника або за допомогою простого розрахунку в керуючому пристрої 4.

Пилоподібний сигнал 66 в приведеному прикладі виконання може бути сформований таким чином, що він протягом половини тривалості періоду резонансного струму 58, тобто між двома переходами струму через нуль, зростає на встановлене значення, за допомогою чого протягом напівхвилі або половини тривалості періоду резонансного струму 58 керуючим пристроєм 4 проводиться управління мостовою схемою 28, оскільки в нормальному режимі встановлюються керуючі сигнали "пі" і сальфа".

При цьому в зв'язку з різною тривалістю періоду, а також в зв'язку з різними резонансними частотами резонансного контуру 27 за рахунок різних вихідних умов, може трапитися, що тривалість напівхвилі або половини періоду, протягом якої пилоподібний сигнал 66 повинен наростати до встановленого значення, в зв'язку із зміною резонансної частоти, змінюється, тобто, наприклад, при зміні вихідних умов змінюється сч г резонансна частота джерела 2 зварювального струму, причому ця зміна вихідних умов, особливо зміна опору споживача, за рахунок виникнення короткого замикання може викликати дію дуги або гасіння дуги, так що, і) наприклад, тривалість періоду, особливо половина періоду 67 резонансного струму 58 може скоротитися або збільшитися, при цьому пилоподібний сигнал 66 не досягне встановленого значення або перевищить його.

Тим самим, наприклад, при збільшенні резонансної частоти можливо, що пилоподібний сигнал 66 не зможе «г зо досягнути заздалегідь заданого значення, а вже в інший момент часу 68 уривається і знову запускається, як видно з Фіг.б, або при зменшенні резонансної частоти значення вже буде досягнуте або перевищене, але все ще с не станеться перехід струму через нуль, як показано на Фіг.7 для моменту часу 68. о

Тим самим, наприклад, згідно з Фіг.б, може трапитися, що керуючі сигнали "пі" ії "альфа" для управління перемикаючими елементами 32-35 виявляться поза заданим діапазоном, тобто пилоподібний сигнал 66 перед с

Зз5 досягненням заданого значення керуючих сигналів "пі" і "альфа" уривається і знову запускається, так що ї- управління перемикаючими елементами 32-35 в залежності від керуючих сигналів "пі" і "альфа" вже неможливе, оскільки струм, що протікає або резонансна частота змінилися і тому синусоїдальний резонансний струм 58, наприклад, до досягнення керуючих сигналів "пі" і гальфа" з позитивної напівхвилі змінився на негативну напівхвилю або навпаки, причому, однак, перемикаючі елементи 32-35 ще керуються прикладеної перед цим « Напівхвилею. з с Цей стан керуючим пристроєм 4 розпізнається або контролюється таким чином, що керуючий пристрій 4 . визначає кожний перехід через нуль резонансного струму 58, і керуючий пристрій 4 після встановлення переходу и?» струму через нуль перевіряє, чи були вже активовані чи ні керуючі сигнали "пі" і "альфа", які порівнюються з пилоподібним сигналом 66, так що керуючий пристрій 4 може встановити, в яке положення перемикання 51-54 повинні перемикатися керуючі елементи 32-35. -І Перемикання між окремими станами перемикання 51-54 відбувається таким чином, що при стабільному нормальному режимі роботи джерела 2 зварювального струму без зміни частоти, згідно з Фіг.5, мостова схема ю 28 перемикається з стану перемикання 51 - позитивна фаза запуску - в положення перемикання 52 - позитивна о фаза вільних коливань - і з нього в положення перемикання 53 - негативна фаза запуску - і нарешті в положення 5р перемикання - негативна фаза вільних коливань. З стану негативної фази вільних коливань здійснюється о перемикання в позитивну фазу запуску, так що контур регулювання замикається. Цей процес здійснюється ї» керуючим пристроєм 4 в тому випадку, коли має місце стабільний режим роботи мостової схеми 28 вище резонансної частоти, згідно з Фіг.5, ії тим самим напівширина 67 імпульсу між переходами струму через нуль зберігається постійною або приблизно рівною. 5Б Якщо, однак, має місце випадок, коли перехід через нуль резонансного струму 58 виникає перед одним з обох керуючих сигналів "пі" ії "альфа" або між ними, як показано моментом часу 68 на Фіг.б, той керуючий

Ф) пристрій 4 вводить особливий спосіб регулювання, зокрема, особливий режим, щоб зробити синхронізацію на ка новій резонансній частоті резонансного струму 58 і одночасно запобігти можливості руйнування конструктивних елементів, особливо перемикаючих елементів 32-35, шляхом відключення при недопустимому струмі при зміні бо потенціалу. При цьому керуючий пристрій 4 негайно при виникненні переходу струму через нуль перемикає мостову схему 28 з стану перемикання 51 або 53 - фази запуску - в стан перемикання 53 або 51 - іншої фази запуску.

Після цього керуючий пристрій 4 повторно перевіряє, чи вводяться обидва керівних сигнали "пі" і "альфа" перед наступним переходом струму через нуль, або не вводяться. Якщо цього не відбувається, то знову 65 здійснюється перемикання на наступну фазу запуску, як видно з Фіг.б і 7. Шляхом такого перемикання з однієї фази запуску на наступну фазу запуску при виникненні переходу струму через нуль здійснюється короткочасна робота джерела 2 зварювального струму з резонансною частотою, так що запобігається зміщення робочої точки 57 на іншу сторону, як описано вище. Тим самим також створюється можливість того, що за рахунок роботи з резонансною частотою може робитися нова синхронізація мостової схеми 28 або щитоподібного сигналу 66 на

Нову резонансну частоту.

Щоб можна було розпізнати зниження резонансної частоти, керуючий пристрій 4 при виникненні переходу струму через нуль перевіряє значення пилоподібного сигналу 66 і встановлює, чи досягнуте необхідне значення або воно вже перевищене, так що знову керуючий пристрій 4 може ввести особливий режим. Зрозуміло, можливий варіант, коли такий контроль може вводитися і для підвищення частоти, оскільки тільки керуючий 70 пристрій 4 при переході струму через нуль повинний перевіряти, чи введені вже керуючі сигнали "пі" і "альфа" чи ні.

Щоб мати можливість узгодження пилоподібного сигналу 66 і тим самим керуючих сигналів "пі" і "альфа" з новою резонансною частотою послідовно-паралельного резонансного контуру 27, керуючий пристрій 4 визначає цю нову тимчасову тривалість 69, зокрема, нове значення напівперіоду 67, за яке пилоподібний сигнал 66 /5 повинен досягнути встановленого значення, так що за допомогою запропонованого способу можна зменшити або збільшити часовий інтервал для пилоподібного сигналу 66, тобто керуючий пристрій 4 постійно визначає інтервал часу 69 між двома переходами струму через нуль, тобто напівперіод 67 резонансного струму 58, і при відхиленні робить відповідну зміну пилоподібного сигналу 66.

При цьому можливо, що, наприклад, тривалість напівперіоду пилоподібного сигналу 66 ігнорується, так що при наступному переході через нуль пилоподібний сигнал 66 таким чином формується або так узгоджується по своєму часовому інтервалу з новим часовим інтервалом 69, що цей сигнал знову може протягом нового часового інтервалу 69 досягнути наказаного значення. Тим самим за півперіоду 67 резонансного струму 58 здійснюється синхронізація на нову резонансну частоту і гарантується, що ні при якій іншій зміні резонансної частоти керуючі сигнали "пі" і "альфа" не будуть знов використовуватися або активуватися, і тому можливий стабільний сч г режим роботи.

При перемиканні з однієї фази запуску на іншу фазу запуску відповідно до описаних вище станів і) перемикання 51-54 перемикаючі елементи 32-35 мостової схеми 28 безпосередньо перемикаються відповідно до переходу струму через нуль, оскільки за рахунок дуже швидкого регулювання прикладається ще дуже низький резонансний струм 58 із зворотним знаком, тобто перехід від позитивної напівхвилі до негативної «г зо напівхвилі або навпаки, так що відключення і включення перемикаючих елементів 32 або 33 можливе без руйнування конструктивних елементів. Для цього можна, наприклад, контролювати величину струму, так що при с перевищенні встановленого значення джерело 2 зварювального струму, особливо мостова схема 28, о короткочасно відключається, щоб уникнути руйнування перемикаючих елементів 32-35 недопустимим струмом, що протікає, як це має місце при непередбачуваному переході від позитивної напівхвилі до негативної с напівхвилі або навпаки. ї-

При цьому, однак, також можливо, що відповідно до станів перемикання 55 і 56, згідно з Фіг.8 і 9, перемикаючі елементи 32-35 перемикаються в особливий режим, як більш детально описано нижче.

За рахунок подібного управління мостовою схемою 28 шляхом перемикання з фази запуску в фазу вільних коливань при нормальному режимі або в режимі вище резонансної частоти, а також при особливому режимі або « 0 на резонансній частоті при перемиканні з фази запуску безпосередньо в іншу фазу запуску досягається те, що (2-3 с необхідний для управління пилоподібний сигнал 66, зокрема, часової інтервал 69, за який пилоподібний сигнал 66 повинен досягнути заздалегідь заданого значення, може бути узгоджений з резонансною частотою, особливо ;» з часовим інтервалом 69 напівхвилі або напівперіодом між двома переходами струму через нуль резонансного контуру 27. Зміна часового інтервалу для пилоподібного сигналу 66 може при цьому здійснюватися самими різними відомими з рівня техніки способами, наприклад, шляхом узгодження з часовим інтервалом, що раніше -І був або шляхом простого поступового підвищення або зниження. Для управління зниження або збільшення часового інтервалу 69 не є вирішальним, оскільки в особливому режимі перемикаючий пристрій 4 завжди ю перемикається з однієї фази запуску на іншу фазу запуску і тільки після цього знову повертається в нормальний о цикл перемикання, якщо керуючі сигнали "пі" і "альфа" прикладаються перед наступним переходом струму через

НУЛЬ. ю При цьому, однак, можливо, що для синхронізації джерела 2 зварювального струму, особливо інвертора, на ї» новій резонансній частоті здійснюється вихід з показаного на Фіг.3 процесу і перехід в особливий режим згідно з положеннями перемикання 55 і 56 на Фіг.8. Це пояснюється більш детально нижче.

Таким чином, резюмуючи, можна сказати, що керуючий пристрій 4 в залежності від керуючих сигналів "пі" і ов альфа" і переходу струму через нуль в резонансному контурі 27 визначає стани перемикання від 51 до 54 або від 51 до 56 для перемикаючих елементів 32-35 мостової схеми і управляє ними відповідним чином, причому в

Ф) режимі роботи вище резонансної частоти здійснюється перемикання з фази запуску в фазу вільних коливань і ка т.д., а в режимі на резонансній частоті здійснюється перемикання з однієї фази запуску в іншу фазу запуску і т.д. Перемикання з однієї фази запуску в наступну фазу запуску проводиться доти, поки знову не стане бо Можливим режим роботи вище резонансної частоти, тобто поки не встановиться синхронізація між протіканням струму в резонансному контурі 27 і шилоподібним сигналом 66 і тим самим режим роботи джерела 2 зварювального струму, в якому послідовно/паралельний перетворювач коливається на частоті вище резонансної частоти і, таким чином, знову прикладаються керуючі сигнали "пі" і "альфа".

Відносно показаних на Фіг.5-7 способів управління і/або регулювання потрібно згадати, що при активації 65 перемикаючих елементів 32-35 ці способи реалізовуються таким чином, що послідовно включені перемикаючі елементи 32 і 33 або 34 і 35 перемикаються зустрічно, тобто, наприклад, при деактивації перемикаючого елемента 32 або 34 перемикаючий елемент 33 або 35 в той же самий час, зокрема, з встановленим часом затримки, пізніше активується. Зрозуміло, можливо, що окремі перемикаючі елементи 32-35 перемикаються послідовно один за одним.

Однак щоб дійсний зварювальний струм для споживача, особливо для зварювальної дуги 15, міг бути використаний в способі управління і/або регулювання, на виході джерела 2 зварювального струму включений ще один вимірювальний пристрій 70 для визначення вихідного струму і вихідного напруження. Він пов'язане провідниками 71 і 72 з керуючим пристроєм 4, так що може здійснюватися відповідне регулювання вихідного струму відповідно до заздалегідь встановленого дійсного значення. Використання вихідного струму в процесі /о регулювання або управління необхідне для встановлення або обчислення тривалості імпульсу для мостової схеми 28, і за рахунок цього робоча точка 57 відповідно до необхідної потужності може зсуватися вздовж характеристики, що встановлюється, згідно з Фіг.4, за рахунок зміни тривалості імпульсу, так що можна сказати, що управління мостовою схемою 28, особливо напівмістом або повним мостом, проводиться способом широтно-імпульсної модуляції, взаємопов'язано із змінною тривалістю періоду або часом періоду.

Відповідний винаходу спосіб регулювання джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27 може здійснюватися таким чином.

Енергія, підведена від джерела енергії, подається через мостову схему 28 на резонансний контур 27, в якому знаходиться споживач. Споживач звичайно є зварювальною дугою 15 зварювального процесу і в нормальному режимі живиться імпульсами струму і напруження, які виробляються перемикаючими елементами 2о 32-35 мостової схеми 28. У нормальному режимі мостова схема 28 або її перемикаючі елементи 32-35 за допомогою керуючого пристрою 4 керуються таким чином, що робоча точка 57 на характеристиці резонансного контуру 27 лежить поза резонансною частотою. Цей нормальний режим встановлюється в тому випадку, коли для споживача має місце приблизно постійний опір. Якщо опір споживача змінюється, то це приводить до зміни резонансної частоти. Щоб тепер в цій фазі зміни опору споживача забезпечити роботу без перешкод сч ге перемикаючих елементів 32-35, останні перемикаються щонайменше з резонансною частотою резонансного контуру. Перемикання перемикаючих елементів 32-35 відбувається при цьому так, щоб робоча точка 57 і) протягом процесу регулювання завжди утримувалася на тій же самій стороні, особливо, на тій, що спадає або на зростаючій стороні характеристики резонансного контуру 27, таким чином, завжди на одній і тій же стороні відносно резонансної частоти. Та сторона, на якій знаходиться робоча точка 57 відносно резонансної частоти, «г

Ззор Встановлюється на основі положення робочої точки 57 на характеристиці резонансного контуру 27, в якому робоча точка 57 знаходилася безпосередньо перед зміною опору споживача. Цей принциповий процес, с відповідний заявленому винаходу, справедливий для всіх прикладів виконання, відповідних даній заявці, о причому останні розрізнюються один від іншого тільки типом станів перемикання і тривалістю перемикання перемикаючих елементів 32-35 відповідно до станів перемикання 51-54 у випадку форми виконання, що с ілюструється Фіг.2-7, і відповідно до станів перемикання 51-56 у випадку форми виконання, що ілюструється ї-

Фіг.8 і 9.

На Фіг.8 і 9 представлений інший приклад здійснення винаходу для управління і/або регулювання мостової схеми 28, причому в цьому випадку використовуються стани перемикання 55 і 56.

Управління окремими перемикаючими елементами 32-35 знову виконується відповідно до вихідних умов на «

Вихідних висновках 51, 52, причому при стабільному режимі роботи, також вище резонансної частоти, джерело 2 пт») с зварювального струму, зокрема, перемикаючі елементи перемикаються з фази запуску - стан перемикання 51 або 53 - в фазу вільних коливань - стан перемикання 52 або 34, згідно з Фіг.2-7. ;» Якщо, однак, виникає зміна на виході, особливо, зміна опору споживача, то змінюється резонансна частота резонансного контуру 27, як описано вище з посиланнями на Фіг.2-7.

У цьому варіанті здійснення перемикання здійснюється не тільки з фази запуску 51 або 53 в іншу фазу -І запуску 53 або 51, згідно з описом Фіг.2-7, але і здійснюється перемикання в особливому режимі, при якому використовуються стани перемикання 55 і/або 56, в залежності від того, в якому стані перемикання 51-54 ю знаходиться в даний момент мостова схема 28. Цей особливий режим обумовлює те, що керуючий пристрій 4 з о фази запуску 51 або 53 при виникненні зміни на виході, тобто підвищенні або зниженні резонансної частоти, 5р перемикає перемикаючі елементи 32-35 відповідно до вищенаведеної таблиці в особливий стан 55 або 56, ю причому перемикаючі елементи 34 або 35 деактивуються, а перемикаючі елементи, що відносяться до них 33 ї» або 32 залишаються в активному стані. Тим самим протікання струму через мостову схему 28 від джерела 29 енергії активним чином уривається, і джерело 2 зварювального струму, особливо інвертор, може настроюватися на нову резонансну частоту або відповідно синхронізуватися. За допомогою сукупності несинхронізованих діодів дво 36-39 або інтегрованих несинхронізованих діодів потужних транзисторів зберігається ланцюг струму резонансного контуру, завдяки чому керуючий пристрій 4 може продовжувати оцінювати переходи через нуль

Ф) резонансного струму 58 і тим самим здійснювати синхронізацію. ка Це видно з прикладу виконання, показаного на Фіг.9 від моменту часу 68. До цього моменту часу 68 керуючий пристрій 4 розпізнає, що перехід струму через нуль, як описано вище, стався перед додатком керуючих сигналів бо пі" альфа", так що перемикання в наступні стани перемикання 51-54 більше не можливе. З цього моменту керуючий пристрій 4 управляє мостовою схемою 28 таким чином, що можна здійснити перемикання з фази запуску, що є - стан перемикання 51 - в стан перемикання 55, згідно з Фіг.8, причому перемикаючий елемент 32 вимикається, а перемикаючий елемент 33 активується. Одночасно перемикаючий елемент 35 вимикається, так що протікання струму через мостову схему 28 активно уривається, причому, однак, протікання струму 65 резонансного контуру 27 через діод 39 вільних коливань перемикаючого елемента 35 зберігається. Тепер можна, як згадано вище, змінювати часовий інтервал 69 для пилоподібного сигналу 66 самим різним способом, так що здійснюється синхронізація з новою резонансною частотою, і знову можливий режим роботи вище резонансної частоти.

У принципі, потрібно зазначити, що через власні коливання резонансного контуру 27 і поза фазою запуску в Дезонансному контурі має місце протікання струму, так що керуючий пристрій 4 може проводити постійну оцінку переходів струму через нуль, і тим самим можлива також синхронізація в особливому режимі в станах перемикання 55 і 56. Тим самим також можна стани перемикання 51-54 поставити у відповідність до переходів струму через нуль, особливо напівперіодам резонансного струму 58, так що знову можливий регульований підйом в нормальному режимі вище резонансної частоти - згідно з станами перемикання 51-54, після виходу з 70 особливого режиму - згідно з станами перемикання 51 і 54 за Фіг.2-7 або 55 і 36 за Фіг.8 і 9. Перемикання в особливий режим 55 і/або 56 здійснюється керуючим пристроєм 4 в даному прикладі виконання при підвищенні або зниженні резонансної частоти, причому розпізнавання і контроль відповідають описаному вище з посиланнями на Фіг.1-7.

У показаному на кресленнях стані прикладу здійснення після появи наступного переходу струму через нуль здійснюється перемикання з стану перемикання 55 в стан перемикання 56 і потім з нього в стан перемикання 54, завдяки чому після успішної синхронізації з перерваним станом перемикання 51 може бути введена наступна фаза запуску. При цьому можливо, що між станами перемикання 55 і 56 може проводитися багаторазове перемикання, або що вже після першого стану перемикання 55 знову буде здійснене перемикання в нормальний контур регулювання, або що вже після однократного виклику особливого режиму - стану перемикання 55 або 56 7 повинне буде здійснене примусове перемикання в наступний стан перемикання 56 або 55 перед поверненням в нормальний режим роботи. Однак потрібно, щоб при виході з нормального режиму здійснювалося повернення знову в коректний стан перемикання 51-54 процесу регулювання в нормальному режимі. Це необхідне, оскільки через синусоїдальну зміну резонансного струму 58 протікання струму з невірно встановленим потенціалом і неправильно вибраним станом перемикання 51-54 може спричинити руйнування елементів конструкції. сч

Тим самим необхідно, щоб керуючий пристрій 4 постійно міг встановлювати стани перемикання 51-54 у відповідності до безпосередньо прикладених напівперіодів резонансного струму 58, щоб після синхронізації і) мостова схема 28 могла бути знову перемкнена в правильно вибраний момент часу в нормальний режим.

У вищеописаних прикладах виконання за Фіг.1-9 також можливо, що здійснюється вихід з представлених станів перемикання 51-56 і проводиться особливий спосіб регулювання, як буде описано далі. Це необхідне, «г зо оскільки при використанні джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27 він завжди повинен використовуватися вище резонансної частоти або на резонансній частоті, і через несподівані сильні вихідні с зміни, особливо змін опору споживача, можливо, що синхронізація не зможе бути проведена протягом о заздалегідь заданого і часового інтервалу, що встановлюється, або відповідно максимальні допустимі номінальні значення можуть виявитися перевищеними. Через дуже тривалий процес синхронізації може статися те, що с

Зв Встановлюються власні коливання резонансного контуру 27, в зв'язку з втратами в елементах конструкції, і тим ї- самим робота джерела 2 зварювального струму більше не можлива, оскільки співвіднесення станів перемикання 51-56 з напівперіодами резонансного струму 58 більше неможливе і тому джерело 2 зварювального струму повинне бути запущене повторно або повинний бути використаний режим роботи з повним навантаженням.

На Фіг.10 їі 11 показані варіанти здійснення особливого регулювання. При цьому на Фіг.10 показана вихідна « характеристика 73 джерела 2 зварювального струму, яка може бути реалізована з використанням резонансного у с контуру 27 і управління з проходженням через стани перемикання 51-56. На Фіг.11 показана блок-схема для

Й можливих параметрів особливого регулювання, які вводяться в керуючий пристрій 4 або прикладаються до и? нього для подальшої обробки.

У випадку вихідної характеристики 73 по осі ординат відкладене вихідне напруження М, а по осі абсцис - струм І, крім того, штрих-пунктирною лінією нанесена вихідна характеристика 74, відома з попереднього рівня -І техніки.

У блок-схемі за Фіг.11 перетворювач 75 сполучений з логічним блоком 76, причому виміряні сигнали, що ю поступають по входу 77 перетворювача 75 вимірювальних пристроїв 47 і/або 70 обробляються і при цьому о утворюються керуючі сигнали рпі ("пі") в провідникові 78 і аїрпа (альфа") в провідникові 79. Крім того, показаний керуючий провідник 80, за допомогою якого логічний блок 76 може здійснювати установку в ю початковий стан перетворювача 75, тобто передається сигнал КЕЗЕТ (скидання). Показана на Фіг.9 блок-схема ї» може служити еквівалентною схемою для керуючого пристрою 4, тобто показані функції виконуються керуючим пристроєм 4.

Крім того, показано декілька компараторів 81-84, задачею яких є порівнювати отримані від вимірювальних ов пристроїв 47 або 70 значення струму, що дійсно виявляються і напруження, тобто дійсні значення з відповідними номінальними значеннями, так щоб на основі перевищення номінальних значень можна було

Ф) здійснювати регулювання і тим самим мати можливість запобігати руйнуванню елементів конструкції внаслідок ка дуже високих значень струму і напруження.

Компаратор 81 призначений для того, щоб отриманий від вимірювального пристрою 47 резонансний струм "І бо Те8" порівнювати із заздалегідь заданим максимально допустимим номінальним струмом "І тах", причому при перевищенні номінального струму "І тах" в логічний блок 76 по провіднику 85 видається сигнал "| гезтах".

Інший компаратор 85 порівнює знову резонансний струм "! гез" з нульовим потенціалом, причому при кожному переході через нуль резонансним струмом "І гезО" в провідник 86 видається сигнал. За рахунок цього порівняння проводиться розпізнавання нульової точки, і відповідний сигнал передається в логічний блок 76. 65 За допомогою ще одного компаратора 83 порівнюється зварювальне напруження "ОО" вимірювального пристрою 70 із заздалегідь заданим максимально допустимим номінальним напруженням "О тах", причому знову при перевищенні цього номінального напруження "О тах" сигнал "О гезтах" по провіднику 87 передається в логічний блок 76. Ще один компаратор 84 може використовуватися, наприклад, для контролю температури "Т" для розташованого в зварювальному пристрої 1 охолоджувача з максимальним номінальним значенням "Т тах".

Зрозуміло, можна використати і інші відомі з рівня техніка системи контролю, щоб забезпечити надійну роботу джерела 2 зварювального струму.

Важливо зазначити, що, згідно з характеристикою на Фіг.10, параметри джерела 2 зварювального струму вибираються таким чином, щоб воно виробляло максимальний вихідний струм при відповідному вихідному напруженні і могло виробляти відповідно високе напруження, необхідне для запалювання дуги. У випадку 7/о Відомої з попереднього рівня техніки вихідної характеристики 74 джерело зварювального струму повинне мати при максимальному вихідному струмі 140А і вихідному напруженні 5ОВ для запалювання дуги 15 потужність ткВт.

За рахунок використання відповідного винаходу джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27 забезпечується те, що для запалювання дуги 15 можна використати вихідне напруження максимум 90В при 7/5 Можливому вихідному струмі 140А, причому для розрахунку джерела 2 зварювального струму використовується середнє значення показаної характеристики і тому можна було б обійтися джерелом 2 зварювального струму з потужністю приблизно 5кВт, тобто за рахунок спеціального виду вихідної характеристики 73 при меншому струмі, що протікає забезпечується дуже високе вихідне напруження і тому при меншому струмі може формуватися стійка дуга 15 або запалювання дуги 15 гарантується високим вихідним напруженням.

Спеціальна форма вихідної характеристики 73 досягається тим, що є відповідно висока енергія в резонансному контурі 27, тобто в індуктивності 44 і в конденсаторах 45, 46, яка може бути доставлена на вихід для запалювання дуги 15, а також її підтримки і для розмикання короткого замикання, причому немає необхідності параметри джерела 2 зварювального струму вибирати відповідно до цього вихідного напруження і можливого вихідного струму. с

У зображеній на кресленні вихідній характеристиці 73 представлені дані для струму і напруження для варіанту здійснення джерела 2 зварювального струму, причому за допомогою відповідної зміни параметрів і) резонансного контуру 27 або силового блоку З змінюються значення для вихідної характеристики 73, тобто на основі вибору параметрів і встановлення можливих максимальних значень "І тах" і "О тах" змінюється максимальне вихідне напруження і максимальний вихідний струм. «Е зо Якби для відомого з рівня техніки джерела зварювального струму були використані такі параметри, як 90 В для максимального вихідного напруження і 140А для вихідного струму, то таке джерело зварювального струму с відповідно до зображеної штрих-пунктирною лінією вихідної характеристики 74 зміг би виробити потужність о 12,6кВт. Таке джерело зварювального струму для звичайного зварювального процесу, який реалізується відповідним винаходу джерелом 2 зварювального струму з потужністю 5кВт, було б понадміру збільшеним по с габаритах і вазі. ча

Вихідна характеристика 73 відповідного винаходу джерела 2 зварювального струму, схематично представлена на Фіг.10, формується таким чином, що на основі вибору параметрів конструктивних елементів і силового блоку З можливе відповідне вироблення енергії, причому спеціальний вигляд вихідної характеристики 73 утвориться під впливом резонансного контуру 27, тобто в принципі вихідна характеристика 73 відповідає « відомій з попереднього рівня техніки прямокутній характеристиці, показаній штрих-пунктирною лінією, і на з с основі енергії, що є в резонансному контурі 27 здійснюється зміна вихідної характеристики 73 відповідно до представленого зображення. ;» При цьому, наприклад, можна, виходячи із значення струму 88, рівного приблизно 110А, забезпечити вихідне напруження близько 258 для зварювального процесу. Це необхідне, оскільки відповідно до додатково представленої нормальної характеристики 89 при подібному вихідному струмі для зварювального процесу -І необхідне вихідне напруження близько 258. Виходячи з діапазону вибору параметрів джерела 2 зварювального струму, яке представлене значенням струму 89, джерело 2 зварювального струму може виробляти де максимальний вихідний струм 90 величиною, наприклад, 140А з меншим вихідним напруженням 91 величиною о близько 158, завдяки чому більше потужності може бути вироблено для розмикання короткого замикання, і 5р Можливий тривалий режим роботи зварювального пристрою з струмом, відповідним значенню струму 88. За о рахунок зниження струму джерело 2 зварювального струму забезпечує підвищення напруження, причому при ї» зниженні на бОА відбувається підвищення напруження, наприклад, на 408. Від цієї точки відбувається, наприклад, експонентне підвищення напруження, причому вихідне напруження, згідно з Фіг.11, контролюється, так що при перевищенні максимально допустимого номінального напруження тах відповідно значенню ов Напруження 92 керуючий пристрій 4 вводить описаний далі спосіб особливого регулювання, і тим самим здійснюється обмеження напруження. Якби цього не було, то відповідно до представленої на кресленні

Ф) штрих-пунктирної лінії напруження наростало б нескінченно при обмеженні потужністю втрат в елементах ка конструкції, що могло б привести до руйнування цих елементів. На основі способу особливого регулювання, що реалізовується керуючим пристроєм 4 напруження тепер регулюється або обмежується на заздалегідь бор визначеному значенні.

Перевага подібної вихідної характеристики 73 полягає в тому, що при незначному струмі має місце відповідно високе вихідне напруження для підтримки дуги 15, причому вибір параметрів силового блоку і відповідно джерела 2 зварювального струму може підтримуватися в низьких межах, оскільки додатково необхідна енергія надається в розпорядження резонансним контуром 27. 65 Оскільки резонансна частота послідовного і/або паралельного резонансного контуру, зокрема, резонансного контуру 27 встановлюється в джерелі 2 зварювального струму в залежності від вихідного стану споживача, то значна вихідна зміна, зокрема, зміна опору може привести до того, що синхронізація не буде досягнута за заздалегідь заданий часовий інтервал, так що навіть власні коливання резонансного контуру 27 автоматично припиняться. Це може статися тому, що в стані фази вільних коливань або в особливому режимі, в якому джерелом 29 енергії не виробляється енергія, відбувається видача енергії споживачеві, або за рахунок власних втрат в елементах конструкції джерела струму відбувається споживання енергії, і тому джерело 2 зварювального струму повинне запускатися повторно або працювати при повному навантаженні.

Щоб цього не відбувалося, керуючий пристрій 4, додатково до описаного способу управління і/або регулювання, може перемикатися з фази запуску в іншу фазу запуску і здійснювати спосіб особливого /о регулювання в особливому режимі 55 або 56. При цьому також можна при перевищенні деяким параметром, наприклад резонансним струмом 58 або зварювальним напруженням, заздалегідь заданого номінального значення викликати і здійснити спосіб особливого регулювання.

Якщо при вихідній зміні керуючий пристрій 4 перемикає мостову схему 28 в особливий стан 55 або 56, то керуючий пристрій 4 контролює, як часто проводиться перемикання особливого стану 55 або 56 в інший особливий стан Зб або 55. При цьому в керуючому пристрої 4 передбачене переважне значення, рівне чотирьом, для перемикання між особливими станами 55 і 56. Якщо перемикання між особливими станами 55 і 56 здійснюється дуже часто, то втрати в елементах конструкції привели б до загасання власних коливань резонансного контуру 27, зокрема резонансного струму 58 і/або резонансного напруження, і зварювальний процес неможливо було б продовжувати здійснювати, оскільки в резонансний контур при цьому не подається енергія від джерела 29 енергії.

Якщо особливий режим, тобто виклик особливих станів 55 і 56, перевищує заздалегідь задане номінальне значення, переважно рівне чотирьом, то керуючий пристрій 4 перемикає мостову схему 28 в режим способу особливого регулювання, при цьому проводиться управління перемикаючими елементами 32-35 в формі фаз запуску. При цьому, однак, тривалість імпульсу скорочується до мінімуму, так що має місце незначне споживання с ов внергії від джерела 29 енергії, Ї тим самим коливання резонансного контуру 27 зберігаються. Подача енергії може проводитися протягом множини періодів, або тривалість часу або число періодів може бути задано в і) керуючому пристрої 4, так що після закінчення процедури особливого регулювання відбувається повернення у відповідний стан перемикання 55 або 56, і знову проводиться контроль того, чи можлива тепер синхронізація.

Повернення в стан перемикання, що існував перед цим 51-56 можливий в будь-який час, оскільки керуючий «г зо пристрій 4 забезпечує відповідність станів перемикання 51-56 напівперіодам резонансного струму 58 і під час різних особливих випадків і тому може повернутися в певний стан перемикання 51-55 в будь-який час. с

Крім того, можливо, що внаслідок коливань резонансного контуру 27, напруження може зрости вище за о заздалегідь задане значення напруження і/або значення струму, згідно з Фіг.10 і 11, так що при виникненні такого випадку керуючий пристрій 4 знову введе спосіб особливого управління. Цей контроль стисло описаний і с показаний на Фіг.11 за допомогою контролю різних параметрів. Якщо подібний випадок виникає, то знову ї- спочатку тривалість імпульсу для мостової схеми 28 знижується до мінімуму. Одночасно контролюється, знизився чи ні після декількох переходів через нуль резонансного струму 58 сигнал "І гезтах" і/або "ОО тах" нижче відповідного номінального значення. Відлік числа переходів через нуль для зниження параметрів нижче номінального значення може бути встановлений заздалегідь і збережений в керуючому пристрої 4. Цей процес « 470 Може проводитися багато разів, причому, однак, після перевищення певного числа подібних спроб регулювання в с керуючий пристрій 4 деактивує мостову схему 28, тобто всі перемикаючі елементи 32-35 вимикаються, так що резонансний струм 58 і резонансне напруження в резонансному контурі 27 можуть бути скомпенсовані втратами ;» в конструктивних елементах, і тому джерело 2 зварювального струму може бути повторно запущене або знову переведене в режим роботи з повним навантаженням.

Подібний процес регулювання ілюструється на Фіг.10. Тут напруження, зокрема значення напруження 92, -І вихідної характеристики 73 зростає при зниженні вихідного струму вище за номінальне значення напруження, що заздалегідь встановлюється "ОО тах", яке відповідає значенню напруження 92. Якби тепер не проводилося о ніякого способу особливого регулювання, то напруження продовжувало б зростати відповідно до показаного о пунктирною лінією. Внаслідок цього високого напруження, конструктивні елементи, зокрема, діоди і потужні транзистори могли б вийти з ладу, або конструктивні елементи джерела 2 зварювального струму повинні були б о розраховуватися на надзвичайно високе перевищення параметрів. Якщо напруження досягне номінального ї» значення, тим самим значення напруження 92, то за рахунок зниження тривалості імпульсу тепер буде вироблятися менше енергії, так що напруження знову знижується за рахунок втрат в конструктивних елементах і/або видачі енергії споживачеві. Потім керуючий пристрій 4 знову здійснює перемикання в нормальний режим роботи, тобто в один з станів перемикання 51-54.

При цьому тепер може виявитися, що номінальне значення знову перевищене, як, наприклад, показано

Ф) значенням напруження 93 вихідної характеристики, так що знову тривалість імпульсу знижується до мінімуму за ка число напівперіодів і повних періодів, що встановлюється. Цей спосіб особливого регулювання може тепер здійснюватися так довго, поки в резонансному контурі 27 більше не залишиться енергії, або щоб після бо досягнення певного числа подібних процесів регулювання керуючий пристрій 4 деактивує мостову схему 28 і тим самим енергія, що залишилася в резонансному контурі 27 сама спадатиме до нуля. Це видно, починаючи з моменту часу 94, при цьому енергія знижується по експоненті, тобто щоб напруження експонентно зростало, а струм поступово знижувався. Тим самим досягається те, що на початку зварювального процесу або для повторного запалювання дуги 15 в розпорядження надається дуже високе напруження. Крім того, можливо, що б5 для різних значень струму збережені різні номінальні значення напруження, так що може бути утворена подібна експонентна крива.

Таким чином, можна сказати, що при перевищенні заздалегідь заданого і регульованого номінального значення керуючий пристрій 4 здійснює спосіб особливого регулювання, причому для цього тривалість імпульсу для мостової схеми 28 знижується до мінімуму, і після одного або декількох переходів через нуль резонансного струму 58 мостова схема 58 деактивується. Для цього щонайменше вихідне напруження для споживача, тобто на вихідних виходах 51 і 52 і резонансному струмі 58 контролюються і порівнюються з номінальним значенням.

Таким чином, можна сказати, що для джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27 в формі послідовно-паралельного перетворювача описаний спосіб, при якому для управління мостовою схемою 28, особливо напівмістом або повним мостом, запам'ятовується множина фіксованих заздалегідь заданих станів 7/0 перемикання 51-56 для перемикаючих елементів 32-35 мостової схеми 28, причому в процесі регулювання керуючим пристроєм 4 в нормальному режимі, тобто вище або нижче резонансної частоти деякого параметра стану резонансного контуру 27, особливо резонансного струму 58 або резонансного напруження резонансного контуру 27, мостова схема 28 відповідно до станів перемикання 51-54 послідовно перемикається, причому при виникненні вихідної зміни, особливо зміни опору споживача, керуючий пристрій 4 здійснює особливий режим роботи мостової схеми 28, наприклад, на власній частоті резонансного контуру 27, і мостова схема 28 керується відповідно до призначених для особливого режиму роботи станів перемикання, зокрема, станів перемикання 51 або 54, відповідно 55 або 56, причому в окремих режимах роботи, особливо в нормальному режимі, в особливому режимі і/або в способі особливого регулювання окремі стани перемикання 51-54 для нормального режиму керуючим пристроєм 4 ставляться у відповідність до власних коливань резонансного контуру 27, 2о особливо переходами через нуль резонансного струму 58 або резонансного напруження, і тим самим стани переключення 51-54 стають залежними від параметра стану резонансного контуру 27, особливо від переходу через нуль резонансного струму 58 або резонансного напруження.

Для роботи джерела 2 зварювального струму реалізовуються, таким чином, декілька типів режимів, зокрема, нормальний режим, особливий режим і спосіб особливого регулювання, так що керуючий пристрій 4 може с 25 регулювати джерело 2 зварювального струму, особливо мостову схему 28, таким чином, що робоча точка 57 при зміні характеристики резонансного контуру 27, згідно з Фіг.4, завжди зберігає своє положення на одній і тій і) же стороні, особливо на тій, що спадає або на наростаючій дільниці характеристики резонансного контуру 27.

Крім того, можливо, що у випадку такого джерела 2 зварювального струму з резонансним контуром 27 може використовуватися перетворювач струму 95, особливо трансформатор, завдяки чому може проводитися «Е зо перетворення енергії, що виробляється джерелом 29 енергії. При цьому перетворювач струму 95 може бути розміщений між мостовою схемою 28, тобто резонансним контуром 27, і випрямлячем 50, як, наприклад, це с показане на Фіг.12. Однак також можливо, що подібний перетворювач струму 95 вже знаходиться в джерелі 29 о енергії.

На закінчення потрібно зазначити, що в описаних вище прикладах здійснення окремі частини або компоненти с 35 або вузли представлені схематично або спрощено. Крім того, і окремі частини вищеописаних комбінацій ознак ї- або операцій окремих варіантів здійснення винаходу у взаємозв'язку з іншими окремими ознаками з інших варіантів здійснення можуть також утворювати самостійні відповідні винаходу рішення.

Передусім, окремі приклади виконання, показані на Фіг.1, 2, З, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, можуть утворювати предмет самостійних відповідних винаходу рішень. Відповідні винаходу задачі, що відносяться до « 40. НИХ і їх рішення розкриті в детальному описі цих креслень. з с Перелік позначень посилальних позицій 1 зварювальний пристрій ;» 2 джерело зварювального струму

З силовий блок 45 4 керуючий пристрій -І 5 ланка перемикання 6 керуючий вентиль о 7 живильна лінія о 8 газ 50 9 газовий балон ю 10 зварювальний пальник ї» 11 механізм протяжки дроту 12 живильна лінія 13 зварювальний дріт 5Б 14 живильний барабан 15 дуга (Ф) 16 деталь ка 17 живильна лінія 18 живильна лінія во 19 контур охолоджування реле контролю обтікання 21 водяний бак 22 пристрій введення і/або виведення 23 шланговий пакет 65 24 з'єднувальний пристрій пристрій зняття навантаження натягнення

26 корпус 27 резонансний контур 28 мостова схема 29 джерело енергії

ЗО провідник 31 провідник 32 перемикаючий елемент 33 перемикаючий елемент 70 34 перемикаючий елемент 35 перемикаючий елемент 36 несинхронізований діод 37 несинхронізований діод 38 несинхронізований діод 39 несинхронізований діод 40 керуюча лінія 41 керуюча лінія 42 керуюча лінія 43 керуюча лінія 44 індуктивність 45 конденсатор 46 конденсатор 47 вимірювальний пристрій 48 провідник сч 49 провідник 50 випрямляч і) 51 вихідний вивід 52 вихідний вивід 53 опір «г зо 54 індуктивність лінії 55 мінімальна резонансна частота с 56 максимальна резонансна частота о 57 робоча точка 58 резонансний струм с 59 розпізнавання переходу через нуль ї- 60 пилоподібна характеристика 61 характеристика напруження 62 характеристика напруження 63 характеристика напруження « 64 характеристика напруження з с 65 характеристика напруження 66 пилоподібний сигнал з 67 період 68 момент часу 69 часової інтервал -І 70 вимірювальний пристрій 71 провідник де 72 провідник о 73 вихідна характеристика 74 вихідна характеристика ю 75 перетворювач ї» 76 логічний блок 77 вхід 78 провідник 79 провідник 80 керуюча лінія

Ф) 81 компаратор ка 82 компаратор 83 компаратор во 84 компаратор 85 провідник 86 провідник 87 провідник 88 значення струму 65 89 нормальна характеристика 90 вихідний струм

91 вихідне напруження 92 значення напруження 93 значення напруження 94 момент часу 95 перетворювач струму -щ « в оо м / З ! ; а дя до

СТ / 7 6-- ! а з х ра б Иввси в

Сет й / Ко

Що оо с ее ЧР 5 осли ' з М в. т

Фіг. 1

ЕН ; зв в 50 КІ и х у ) / М / 5 а В ш-"1 щі ІЙ |»,

КБАВВрН- | І і: Ж І шк І ЩЕ: | | в сч

Пе (о) у / | | І. ї- НИ М

КОТ я полити шт 7 ци и «І

Фіг. 2 с

ФфОщ с (бо) й

Кк (ю) х

Фіг. 3 « 51 405 - а 15 фен ще й сн 45.55 о ще ваш Ва ен, - во с 50 200250 3 НИ ка 55 56 5 (ав) Фіг. 4 з 50 с» іме) 60 б5

: НН м,

Ки Ки 50 пили нин я -В- - / 6 Я '««525«|'- -х- пн пи шо

КК м

АК я пе аврананані ; ; ті бі

ГУ ни ни 1 ВО НИ НА Га ві Те ор нів "чу ор- щ-Ц-х мзме- ВНУ

ЕН

20 я ш- я 52 5 5 Я

Фіг. 5

Ку я -щя й 25 КИ Кл ОКИ - Мн М о

ГО тя риніти вн

І ДИ ртя ра ит пЯ І тя -

Овен Ин юр см я ПО

АцеЦЕАЛИЄ о ' в ИН І яко б-р р-р сч

В 11 -я ї-

ШІ ЩО я-я или полин МОВ -85- т

ТИ щи в в В их « пшшшшм ши шив: 40 Ше Ії - - г о, яви дир ша с пиши ши ще

Г. Фіг. 6 и» г. 58 їв ро 45 -І т ; ; ; кт

І І | і і шу і | і

Пише ра о рови 50 у ; ї ко ві | кни

Ат є ї» ши ши /- в 1 А АГ АОС

ЛДД ОЦЕТ во т о А Ат С вро и-ю дк див в Р Щ- -ще ши, -й - 5 пе ТА ТЕТ

Фіг. 7 б5

Ко,

Кк - Фіг. 8 10 (5) 58

УА ТАТАЙ шале

КИМ їв АТО я

ШИ НН

1 Я НІ НИ 20 че я Я рапранае я ві ОВК в - у 6-8

Е, пи ши! 7 леЕ- 5 як М сч

І,

І в о вро ня зо ЕН й

Фіг. 9 сч ри (ав) у 5 с г" пяттяитнтяннтя Міст 35 в. х у я т Ї в о ». у й щ. : й р їй иа а ве м. 7 в « 30 К. ' 40 я шщ

У ни " 7 ї с я я Я и з 20 г ЇХ Гн Мо 120 6 Фіг 10 80 Тк, х / п -І ВЕБЕТ, й | зве/ хо) І й ав) Іа В у

Іршю ЩІ юн

Чл» 8 5 Й ра 83 9 в Й

ГФ) Мезанх і ж іме) ГТ т. 87

Тинши бо

Фіг. 11 б5 зо 28 / що ет Ї тя т" 95 / у Ї 29 36 / т / І Я КИ 5 в а жд. щі я зай ши на и ин Ї | т-н ' ю і ПИЛА ки 15 Ю, Ж і х ц Й й Не шк і ! й т Й т о У ще у " шо ни

Фіг. 12

Claims (16)

Формула винаходу

1. Спосіб регулювання джерела зварювального струму (1) з резонансним контуром (27), виконаним у вигляді послідовно-паралельного перетворювача, за яким за допомогою керуючого пристрою (4) керують мостовою схемою (28), яка утворена окремими перемикальними елементами (32-35), і через мостову схему (28) забезпечують споживача, зокрема зварювальний процес, енергією, зокрема імпульсами напруги і імпульсами струму від джерела енергії (29), при цьому керуючий пристрій (4) в нормальному режимі регулює мостову схему (28) таким чином, що робоча точка (57) лежить на характеристиці резонансного контуру (27) поза резонансною д/с р;' частотою, причому мостова схема (28) керується послідовно відповідно до заданих в керуючому пристрої (4) комутаційних станів (51-54), а при виникненні зміни опору споживача керуючий пристрій (4) виконує спеціальний і) режим роботи мостової схеми (28), при якому мостова схема (28) керується на власній частоті резонансного контуру (27), і мостова схема (28) керується відповідно до заданих для спеціального режиму комутаційних станів або процесів, який відрізняється тим, що комутаційні стани (51-54) для нормального режиму визначають «Ж зо за допомогою позитивної фази запуску - комутаційний стан (51), позитивної фази вільних коливань - комутаційний стан (52), негативної фази запуску - комутаційний стан (53) і негативної фази вільних коливань - с комутаційний стан (54) мостової схеми, виконаної у вигляді повного моста (28), і мостова схема (28) в о спеціальному режимі перемикається з фази запуску -комутаційний стан (51 або 53), переважно послідовно в один з множини альтернативних комутаційних станів (55 або 56), в яких перемикальні елементи (34, 35) одного с плеча моста деактивуються, а перемикальні елементи (33, 32) іншого плеча моста активуються, і при цьому ч- керуючий пристрій (4) контролює, як часто проводиться перемикання з одного спеціального стану (55, 56) в інший спеціальний стан (56, 55).

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що послідовність комутаційних станів (51-54) перемикальних « елементів (32-35) мостової схеми (28) збережена в керуючому пристрої (4).

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що активацію комутаційних станів (31-54) при постійних й) с співвідношеннях у споживача виводять з різниці часу двох послідовних проходжень через нуль параметра стану ц резонансного контуру (27). "»

4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що окремі комутаційні стани (51-54) для нормального режиму виводяться керуючим пристроєм (4) зокрема при проходженні через нуль параметра стану резонансного контуру (27), що вільно коливається, і/або зіставляються з ним. -І

5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перемикання між окремими комутаційними станами (51-54) безперервно повторюються керуючим пристроєм (4) в нормальному режимі о роботи джерела зварювального струму (2). ав)

6. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в спеціальному режимі керуючий пристрій (4) при появі проходження через нуль струму перемикає мостову схему (28) безпосередньо з фази о запуску -комутаційного стану (51 або 53), в іншу фазу запуску - комутаційний стан (53 або 51). «з»

7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що керування мостовою схемою (28), зокрема напівмостом або повним мостом, здійснюються за допомогою методу широтно-імпульсної модуляції, у комбінації із змінною тривалістю періоду з використанням керуючих сигналів "пі" і "альфа".

8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (4) в залежності від керуючих сигналів "пі" і "альфа" і проходження через нуль параметра стану резонансного контуру (27), о зокрема проходжень струму через нуль, в резонансному контурі (27) визначає комутаційні стани (51-56) для ко перемикальних елементів (32-35) і керує ними відповідним чином.

9. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перемикальні елементи (32 і 33), бо зокрема ІСВТ-транзистори, незадовго перед або після проходження через нуль струму резонансного контуру (27) перемикаються відповідно до керуючого сигналу "альфа", а перемикальні елементи (34 і 35), зокрема МОЗРЕЕТ-транзистори, перемикаються відповідно до керуючого сигналу "пі", зокрема фазового кута "пі" струму резонансного контуру (27).

10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що параметри керування або 65 регулювання для керуючого пристрою (4) для керування або регулювання мостової схеми (28) формуються за допомогою керуючих сигналів "альфа" і "пі", а також проходження через нуль параметра стану резонансного контуру (27), зокрема резонансного струму (58) або резонансної напруги.

11. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що при позитивній фазі запуску - комутаційному стані (51), і негативній фазі запуску - комутаційному стані (53), від проміжного контуру джерела зварювального струму (2), тобто від джерела енергії (29) здійснюється протікання струму через перемикальні елементи (32-35) в резонансному контурі (27) і тим самим в споживачі, зокрема в зварювальному пальнику (10), при позитивній або негативній фазі вільних коливань - комутаційному стані (52, 54), не відбувається протікання струму через перемикальні елементи (32-35) мостової схеми (28) від проміжного контуру в резонансний контур (27), причому в резонансному контурі (27) зберігається протікання струму. 70

12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що протікання струму в фазах запуску здійснюють за допомогою попарної активації перемикальних елементів (32 і 35, 33 і 34), а в фазах вільних коливань активуються перемикальні елементи (32 і 34, ЗЗ і 35).

13. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що керуючий пристрій постійно приводить комутаційні стани (51-54) у відповідність до безпосередньо найближчих напівперіодів резонансного /5 струму, щоб після синхронізації мостової схеми (28) в правильно вибраний момент часу зробити перемикання знову в нормальний режим роботи.

14. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що з керуючим пристроєм (4) або з логічним блоком (76) зв'язана множина компараторів (81-84), причому компаратори (81-84) порівнюють вироблені вимірювальним пристроєм (47 і/або 70) дійсні значення струму і значення напруги, зокрема дійсні 2о значення, з відповідними заданими номінальними значеннями, причому на основі перевищення номінальних значень керуючим пристроєм (4) здійснюють регулювання, зокрема спосіб особливого регулювання.

15. Спосіб за п.14, який відрізняється тим, що компаратор (81) порівнює отриманий від вимірювального пристрою (47) резонансний струм "І гев" із заздалегідь заданим максимально допустимим номінальним струмом "І тах", причому при перевищенні номінального струму "І тах" в логічний блок (76) по провіднику (85) сч об видається сигнал "| гезтах".

16. Спосіб за п.14, який відрізняється тим, що компаратор (83) порівнює зварювальну напругу "О" з і) вимірювального пристрою (70) із заздалегідь заданою максимально допустимою номінальною напругою "О тах", причому при перевищенні цієї номінальної напруги "О тах" в логічний блок (76) по провіднику (87) видається сигнал. «Е зо 17. Спосіб за п. 15 або 16, який відрізняється тим, що керуючий пристрій (4) контролює, чи не знизилися після множини проходжень через нуль в резонансному контурі сигнали "І гезтах" і/або "О тах" до величини, с меншої за номінальне значення "І тах" і/або "ОО тах". о Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних с мікросхем", 2005, М 1, 15.01.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і ї- науки України.

-

. и? -і іме) («в) іме) с» іме) 60 б5