Сварочный источник питания Советский патент 1987 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к сварочным источникам питания инверторного типа.

Цель изобретения заключается в повышении качества сварного соединения путем увеличения быстродей- стёия управления выходными параметрами -источника и путем повышения устойчивости и надежности работы источника.

На фиг.1 представлена схема сварочного источника питания; на фиг.2- пример схемной регшизации системы запоминающее устройство (ЗУ) - канал передачи оперативной информации (КПОИ).

Источник (фиг.1) содержит выпрямительное устройство 1, тиристорный инвертор 2, устройства измерения среднего значения тока 3 и напряжения 4 за период следования импульсов в нагрузке, каждое из которых состоит из интегратора 5 с электронным коммутатором 6, КПОИ 7 и 8, ЗУ 9 и 10. Выходы устройств 3 и 4 измерения соединены с входами устройства 11 выбора наибольшего значения сигналов обратной связи тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке, а выход устройства 11 выбора наибольшего значения - с входом преобразователя 12 напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов. Выходы преобразователя 12 соединены с входом усилителя 13 мощности, выход которого подключен к управляющим входам тиристорного ин- вертора 2, и с входом формирователя 14 импульсов синхронизации, выходы которого соединены с синхронизирующими входами электронных коммутаторов КПОИ 7 и 8 и ЗУ 9 и 10, устройств 3 и 4 измерения среднего значения тока

и напряжения, входы которых соединены через датчики тока 15 и напряжения 16 с выходом инвертора 2.

Система ЗУ - КПОИ (фиг.2) состоит из входа 17, диодов 18 - 21, запоминающих конденсаторов 22 и 23 и разрядных ключей 24 и 25. В данном случае соответствующие ЗУ и КПОИ объединены. Так, например, ЗУ 9 и КПОИ 7 состоят из церочки 18, 22, 19 и 24,а ЗУ 10 и КПОИ 8 из це%чки, 20, 23, 21 и 25, Кроме того, система ЗУ - КПОИ содержит синхронизирующие, входы 26 и 27 и выходы 28 и 29.

5

0

Устройство работает следующим образом .

Информация о токе и напряжении сварки с датчиков тока 15 и напряжения 16 на выходе инвертора 2 поступает на устройства 3 и 4 измерения тока и напряжения за период следования импульсов в нагрузке. Устройства идентичны и работают синхронно по командам Сброс интегратора, Сброс ЗУ, КПОИ, Измерение и Передача информации, которые поступают в виде импульсных сигналов с формирователя импульсов 14 синхронизации.

Работу устройств измерения можно показать на примере устройства 3 измерения тока сварки за период сле- .дования импульсов в нагрузке, В начальный момент времени, соответствующий началу очередного цикла работы инвертора 2, по команде Сброс интегра-. тора на короткое время, достаточное

5 для обнуления информации, включается коммутатор 6 интегратора 5 и одновременно по команде Сброс ЗУ, КПОИ происходит обнуление информации в одном из ЗУ, например .ЗУ 9, и одg ном из КПОИ, например КПОИ 7, после чего по команде Измерение начина- ,ется измерение выходного параметра, информация о котором в виде напряжения подается на вход интегратора 5. С выхода последнего напряжение, пропорциональное среднему значению параметра, измеряемого за время, равное одному периоду следования импульсов в нагрузке, подается в ЗУ 9 и КПОИ 7 за время, равное одному периоду следования импульсов в нагрузк е, С началом следующего цикла работы инвертора 2 по команде Сброс ин5

0

тегратора осуществляется сброс предшествующей информации и по команде Сброс ЗУ, КПОИ сброс информации ЗУ 10 и КПОИ 8, затем снова начинается измерение выходного параметра источника, а информация о нем подается на ЗУ 10 и КПОИ 8. Одновременно цо команде Передача информации происходит передача информации, полученной в предыдущем цикле из ЗУ 9 в устройство 11 выбора наибольшего значения. В следующем цикле работы инвертора процесс повторяется, Б -устройстве 11 выбора наибольшего значения информация об измеренных выходных параметрах, поступающая с

1

измерителей 3 и 4 среднего значения сравнивается, и информация о наибольшем из них передается в преобра эователь 12 напряжения в длительность где преобразуется в длительность ци ла работы инвертора 2. Через усилитель 13 мощности эта информация в виде управляющих импульсов подается на управляющие входы инвертора 2 и одновременно на формирователь 14 импульсов синхронизации. Длительность цикла пропорциональна величине информационного напряжения, поступающего с устройства 11 выбора наибольшего значения.

В процессе сварки возможны изменения сопротивления нагрузки в широких пределах от холостого хода до короткого замыкания за очень короткий промежуток времени (расплавление перемычки в межэлектродном промежутке, закорачивание промежутка между электродами каплей расплавленного металла и т.д.). Это время Кюжет быт меньше интервала времени до момента формирования очередного импульса управления тиристорами, который форми- руется в предыдущем цикле работы инвертора . Поэтому для отработки быст- роизменяющихся возмущений с целью повыпгения быстродействия в управлении выходными параметрами и повьше- ния устойчивости и надежности работы

источника в устройства 3 и 4 измерения среднего значения дополнительно введены КПОИ 7 и 8. Если значение выходного параметра источника, измеряемого в течение очередного цикла работы инвертора, превысит величину этого параметра, измеренного в предыдущем . цикле , то информация об этом минуя ЗУ, в которое она заносится,через соответствующий КПОИ передается непосредственно в устройство 11 выбора наибольшего значения,где в результате сравнения с информацией на других его входах выделяется напряжение определяющее длительность текущего цикла работы инвертора.

Осуществляется зто за счет того, что системы ЗУ - КПОИ достроены таким образом, что, кроме хранения полученной от интегратора -5 информации в них предусмотрена ее корректировка в сторону увеличения сигнала с одновременным демпфированием возможных скачков. Демпфирование необходим для устойчивой работы преобразовате

w

25

, - 5 ь

, ,

ля 12 и всего устройства в целом.При занесении информации с выхода интегратора 5, например, в ЗУ 9 и КПОИ 7 рабочим каналом, осуществляющим контроль за измеряемым и запоминаемым сигналом,, является КПОИ 8 и ЗУ 10.

Если запоминающий конденсатор 23 (фиг.2) заряжен до напряжения, соответствующего величине среднего знача-- ния выходного параметра источника за предыдущий цикл работы, а конденсатор 22 заряжается через диод 18 и в текущем цикле происходит резкое увеличение значения выходного параметра (например, произощло замыкание межэлектродного промежутка), то напряжение на входе 17, соединенном с выходом измерителя (интегратора 5) превышает уровень напряжения на конденсаторе 23, Конденсатор 23 дозартжа- ется до нового значения, одновременно сдемпфировав бросок напряжения, Дозарядка конденсатора 23 до нового, более высокого, уровня напряжения происходит быстрее, чем до этого же уровня заряжается конденсатор 22,так как текущий цикл начинается с обнуления напряжения на конденсаторе 22 при помощи разрядного ключа 24 по ко- манде Сброс ЗУ, КПОИ, приходящей на синхронизир5гющий вход 26, Таким образом функции ЗУ объединены с функциями КПОИ, т.е. ЗУ наряду с функциями запоминания, хранения и пере- 35 дачи информации осуществляет корректировку информации в сторону увели- . чения сигнала с одновременным его демпфированием. Скорректированная информация (напряжение) через диод 21 поступает на выход 29, который соединен с входом устройства 11 выбора наибольшего значения, и затем на преобразователь 12 напряжения в длительность цикла. Происходит корректировка формируемой длительности текущего цикла работы инвертора 2.

В конкретной схеме (фиг.2) выходы 28 и 29 системы можно объединить, так как при этом диоды 19 и 21 соединяются по схеме ИЛИ и при этом происходит лишь предварительный выбор наибольшего значения напряжения на конденсаторах 22 и 23.

Предлагаемое устройство позволяет повысить качество сварных швов за счет увеличения быстродействия при управлении выходными параметрами источника. Таким образом повьша40

45

50

55

5128476

ется быстродействие отработки быств длительность периода следования .управляющих импульсов, выходы последнего подключены к входам усилите- . ля мощности и формирователя импульсов синхронизации, выходы усилителя мощности соединены с управляющими входами инвертора, а выходы формирователя импульсов синхронизации - с синхронизирующими входами устройств Сварочный источник питания, содер- измерения .среднего значения тока и

роизменяющихся возмущении, что дает возможность повысить эластичность дуги, облегчить процесс ее возбуждения, предотвратить прожоги металла и т.д.

Формула изобретения

жащий выпрямительное устройство,инвертор, устройство, выбора наибольшего значения сигналов обратной связи тока и напряжения, преобразователь напряжения в длительность периода следования управляющих импульсов, усилитель мощности, формирователь импульсов синхронизации, датчики тока и напряжения, устройства измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке, каждое из которых содержит интегратор с электронным коммутатором, причем вход инвертора через выпрямительное устройство подключен к входным клеммам устройства, выход инвертора соединен с нагрузкой и через датчики тока и напряжения с входами устройств измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке, выход устройства выбора наибольшего значения сигналов обратной связи соединен с входом преобразователя напряжения

напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества- св арного соединения путем увеличения быстродействия управления выходньп и параметрами источника и путем повышения устойчивости и надежности работы источника, каждое из устройств измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования Импульсов в нагрузке дополнительно снабжено двумя запоминающими устройствами и двумя каналами передачи оперативной информации, причем входы запоминающих устройств и входы каналов передачи оперативной информации соединены с выходом интегратора, выход каналов передачи оперативной информации и выходы запоминающих устройств каждого из устройств измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке соединены с входами устройства выбора наибольшего значения сигналов обратных свя- зей.

./

/7

19 -йaf

Изобретение относится к области сварочной техники, в частности к сварочным источникам питания инвер- торного типа . Целью изобретения является повыЕтение качества сва-р ного соединения путем увеличения быстродействия управления выходными параметрами источника и повьшшния устойчивости и надежности его работы. Для этого каждое из устройств измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке имеет два запоминающих устройства и два канала передачи оперативной информации. Входы заг оминающих устройств и каналов передачи оперативной информации соединены с выходом интегратора.Выходы каналов передачи оперативной информации и запоминающих устройств каждого из устройств измерения среднего значения тока и напряжения за один период следования импульсов в нагрузке соединены с входами устройства выбора наибольшего значения сигналов обратной связи. Для устойчивой работы устройства предусМотре-, на корректировка информации в сторону увеличения сигнала с одновременным демпфированием возможных скачков. 2 ил. i (Л ГС 00 iHi О5

-

427

Составитель В.Ганюшин Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

Заказ 7505/15 Тираж 972 Подписное ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, уд.Проектная,4