Регулятор сварочного цикла однофазных машин контактной сварки Советский патент 1986 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к устройствам импульсного фазового управления вентильными преобразователями и может быть использовано преимущественно в устройствах с биполярными вентилями, в частности в аппаратуре управления током однофазных машин для контактной сварки с автоматической настройкой на коэффициент мощности цепи нагрузки.

Целью изобретения является повыщепие производительности.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы сварочного тока i« и сетевого напряжения Ut соответственно для случаев отсутствия и наличия зависимости угла включения первой полуволны of от величины 5; на фиг. 4 - диаграммы работы устройства; на фиг. 5 - формирователь тактовых импульсов; на фиг. 6 - коммутатор; на фиг. 7 - распределитель позиций сварочного цикла.

На блок-схеме регулятора сварочного цикла (фиг. 1) изображены устройство 1 фазового управления сварочным током, стро- бирующий вход которого соединен с выходом «Сварка распределителя 2 позиций сварочного цикла, выход «ПМИ («Пауза между импульсами) которого подключен к входу счетного триггера 3, а вход - к выходу счетчика 4 (длительности позиций сварочного цикла, вход которого соединен с коммутатором 5. Управляющий вход коммутатора 5 подключен к выходу счетного триггера 3, а первый и второй входы - соответственно к выходу формирователя 6 тактовых импульсов и выходу инвертора 7, вход которого подсоединен к выходу формирователя 6 тактовых импульсов, подключенного своим входом к одной клемме педальной кнопки 8, вторая клемма которой соединена с сетью.

Устройство 1 фазового управления сварочным током состоит из фазовращателя 9 и формирователя 10 импульсов управления.

Устройство работает следующим образом.

До начала технологического интервала «Сварка счетный триггер 3 находится в определенном состоянии. Пусть напряжение на его выходе равно нулю (фиг. 4 е). Напряжение на выходе счетного триггера 3 подается на управляющий вход коммутатора 5 и определяет положение, в котором находится последний. Пусть, например, нулевой уровень напряжения на управляющем входе коммутатора 5 устанавливает коммутатор в положение, при котором на его выход поступают импульсы от инвертора 7.

Итак, в исходном положении триггер 3 находится в нулевом положении, коммутатор 5 - в положении, при котором на его выход поступает импульс от инвертора 7 (который появляется на выходе инвертора после нажатия педальной кнопки 8). Кро

ме того, счетчик 4 длительности позиций сварочного цикла обнулен, а распределитель 2 позиций находится в состоянии, соответствующем первой позиции цикла -

«Сжатие, Устройство 1 фазового управления током формирует импульсы управления тиристорным контактором, которые, однако, не поступают на тиристоры, поскольку на формирователь 10 импульсов управления не поступает стробирующий (разрещающий) сигнал «Сварка от распределителя 2 позиций (поэтому на фиг. 4 ж эти импульсы показаны пунктирной линией во время позиции «Сжатие).

При нажатии педальной кнопки 8 сетевое напряжение (фиг. 4 а) поступает на вход формирователя 6 тактовых импульсов, на выходе которого появляются тактовые импульсы (фиг. 46), поступающие на инвертор 7, напряжение U« на выходе которого изображено на фиг. 4 в. Поскольку в исходном положении коммутатор 5 находится в состоянии, при котором на его выход поступают сигналы от инвертора 7, то указанные сигналы поступают на вход счетчика 4 длительности позиций сварочного цикла (фиг. 4г)

Последний начинает отсчет длительности первой позиции сварочного цикла - «Сжатие. Отсчет ведется по переднему фронту напря жения на входе счетчика (фиг. 4 г). После отсчета длительности позиции «Сжатие от счетчика 4 длительности позиций поступает импульс на распределитель 2 позиций сварочного цикла, переводя последний в положение, соответствующее позиции «Сварка. Начинается отсчет длительности позиции «Сварка счетчиком 4. Коммутатор 5 по-прежнему остается в исходном положеНИИ, поэтому на вход счетчика 4 по-прежнему поступает напряжение с выхода инвертора 7 (фиг. 4 в, г).

Во время прохождения позиции «Сварка на стробирующий вход формирователя 10

импульсов управления поступает стробирующий сигнал «Сварка с выхода распределителя 2 позиций, поэтому сформированные импульсы управления начинают поступать на тиристорный контактор (жирные линии на фиг. 4 ж, начинает протекать сварочный ток (фиг. 4 а).

После отсчета длительности позиций «Сварка с выхода счетчика 4 вновь поступает импульс на вход распределителя 2 позиций, переводя его в состояние, соответствующее позиции «ПМИ. Начинается отсчет длительности позиции «ПМИ. На все время позиции «ПМИ с выхода распределителя 2 на вход счетного триггера 3 поступает импульс «ПМИ (фиг. 4(), передним фронтом которого счетный триггер 3 перебрасывается. При этом на выходе счетного триггера 3 появляется единичный уровень напряжения (фиг. 4 е) и поступает на управляющий вход коммутатора 5, который.

перебрасываясь в противоположное состояние, начинает пропускать на свой выход сигналы от формирователя 6 тактовых импульсов, а импульсы с выхода инвертора 7 перестают поступать на выход коммутатора 5.

Таким образом, в момент окончания позиции «Сварка (момент начала позиции «ПМИ) происходит переброс счетного триггера 3 в противоположное состояние, в противоположное состояние перебрасывается и коммутатор 5, происходит смена сигналов на входе счетчика 4 длительности позиций: если вначале сигнал поступает с выхода инвертора 7, то после позиции «Сварка - с выхода формирователя 6 тактовых импульсов. В данный момент на вход счетчика 4 поступает короткий импульс, передний фронт которого также воспринимается счетчиком 4 как и обычный импульс. Идет отсчет позиции «ПМИ.

После отсчета позиции «ПМИ вновь происходит отсчет позиции «Сварка. Раз- ница для этих двух позиций по сравне йию с предыдущими состоит в том, что на вход счетчика 4 поступают импульсы с выхода формирователя б тактов. Счетный триггер остается в переброшенном состоянии (на его выходе - единичный уровень, фиг. 4 е).

После очередной позиции «Сварка распределитель 2 позиций вновь перебрасывается в положение «ПМИ, вновь на вход счетного триггера 3 приходит одноименный импульс, по переднему фронту которого триггер 3 перебрасывается в исходное положение.

Одновременно с этим переходит в противоположное состояние и коммутатор 5, вновь происходит смена сигнала на входе счетчика 4. Теперь на его вход снова поступает сигнал с выхода инвертора 7 (фиг. 4 г), как это было для первой позиции «Сварка, и т.д.

Описанный алгоритм работы предлагаемого устройства обеспечивает после окончания очередной позиции «Сварка (по переднему фронту сигнала «ПМИ) смену сигнала на входе счетчика 4. Если вначале сигнал поступает с выхода инвертора 7, то теперь - с выхода формирователя, и наоборот.

л

0

j

0 s

0

5

0

5

Указанная смена сигнала на входе счетчика 4 ведет к тому, что моменты начала соседних позиций «Сварка совпадают с передним фронтом различных сигналов: если одна из них совпадает с передним фронтом сигнала с выхода инвертора 7, то вторая - с передним фронтом формирователя 6 и наоборот.

Поскольку импульсы на выходе формирователя б и инвертора 7 смещены друг относительно друга на 180 эл. град., то на эту же фазу смещены их передние фронты. Следовательно, если один из стробирующих сигналов «Сварка начинается при отрицательной полуволне синусоиды (первый строб на фиг. 4(5), то соседний стробирующий импульс начинается при положительной полуволне синусоиды.

Поскольку стробирующие импульсы «Сварка разрещают поступление импульсов управления на тиристорный контактор, то соседние импульсы сварочного тока имеют противоположные полярности включения для своей первой полуволны тока. Тогда постоянная составляющая соседних импульсов тока имеет противоположные знаки, не происходит ее накапливания и сварочный трансформатор не намагничивается. При этом сохранена автоматическая настройка на коэффициент мощности.

Формирователь (фиг. 5) выполнен в виде компаратора на операционном усилителе.

Коммутатор 5 (фиг. б) состоит из двух схем И, схемы ИЛИ и инвертора. Когда на его управляющий вход подан «О, на выход поступают сигналы с первого входа, когда «1 - с второго входа.

Распределитель 2 позиций (фиг. 7) реализован с помощью четырехразрядного счетчика, соединенного с дещифратором.

Технический эффект от применения устройства по сравнению с регулятором РКС- 601 состоит в возможности применения автоматической настройки на коэффициент мощности в многоимпульсном и щовно-ша- говом режимах, следствием чего является возможность применения более жестких сварочных режимов, снижение длительности сварки и повыщение производительности труда. Кроме того, сокращается время на перестройку системы управления при изменении режимов сварки.

ф1Аг.2

Ф1/г,. 3

а lie

Сеть

. SbiioS

Фиг. 5

Фиг.б

Фмг. 7

Составитель В. Катин

Редактор И. НиколайчукТехред И. ВересКорректор М. Шароши

Заказ 1924/13Тираж 1001Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4