Способ управления выходными параметрами сварочных источников питания инверторного типа и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B23K9/00 

со

00 00

to

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при проектировании сварочных источников питания инверторного типа.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами путем получения внешней характеристики источника в виде ломаной линии, аппроксимирующей требуемую характеристику.

Согласно способу управления выходными параметрами сварочных источников питания инверторного типа весь диапазон изменения измеренного значения интегрального напряжения за период разделяют на ко

тиром показан первый отрезок аппроксимации внешней характеристики, полученный путем суммирования на этом отрезке эталонной отрицательной величины. Измеряя коэффициент пропорциональности на любом отрезке внешней характеристки, можно оперативно его перестраивать параллельно самому себе, изменяя величину эталонного сигнала Ак - перестраивать наклон данного отрезка по отношению к осям координат.

На фиг. 3 представлен управляемый источник питания инверторного типа для реализации предлагаемого способа, имеющий внешнюю характеристику с четырьмя от

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при проектировании сварочных источников питания инверторного типа. Цель изобретения - повышение качества сварочного соединения за счет повышения точности управления выходными параметрами путем получения внешней характеристики в виде ломаной линии, аппроксимирующей требуемую характеристику. Для. достижения цели весь диапазон изменения измеренного значения интегрального напряжения за период разделяют на количество частей, равное заданному числу отрезков аппроксимации. Длительность периода следования импульсов на выходе источника получают по определенной зависимости. Сварочный источник питания с управляемыми выходными параметрами содержит инвертор и блок управления, включающий в себя источник тока и напряжения, измерители интегральных значений тока и напряжения в нагрузке и преобразователь сигнала обратной связи в длительность периода управляющих импульсов. Ин- верторный источник питания реализует внещнюю характеристику с требуемым любым количеством отрезков аппроксимаций и позволяет независимо перестраивать в процессе сварки любой из отрезков аппроксимации. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. S сл

личество частей, равное заданному числу резками аппроксимации.

Источник содержит выпрямительное устройство 1, инвертор 2, блок 3 управления, состоящий из измерителей интегральных значений тока 4 и напряжения 5 за период следования пульсации в дуге межчению интегрального тока, значение ин- 20 ду электродом 6 и свариваемым из- тегрального напряжения за период, на вто-делием 7, преобразователя 8 сигнал обратотрезков аппроксимации, диапазон измеренного значения интегрального тока за период разделяют на соответствующее количество частей, выделяют на первом отрезке, начало которого соответствует нулевому знаром отрезке - значение интегрального тока за период, на третьем - значение интегрального напряжения за период и так далее, и преобразуют выделенную на любом отрезке величину в длительность периода следования импульсов на выходе источника по зависимости

Т Кк X 3 + Ак, где Т - период следования импульсов на

выходе источника;

3 - выделенное значение интегрального

тока или напряжения за период;

К -коэффициент пропорциональности,

соответствующий отрезку; АК-эталонное значение, соответствующее отрезку.

Среднее значение величины тока или напряжения за период на выходе инвертора определяется как интеграл по периоду от текущего значения тока или напряжения, деленный на период. Для стабилизации среднего тока или напряжения при измерении их текущих значений необходимо, чтобы период изменялся пропорционально интегральному значению тока или напряжения за этот период

НОИ связи - длительность импульсов, к которому подключен формирователь 9 импульсов синхронизации, усилителя 10 мощности, независимых каналов 11, 12, 13 и 14 обработки измеренного интегрального значения тока и напряжения за период пульсаций на нагрузке, каждый из которых включает в себя усилитель 15 измеренного значения, суммирующее устройство 16 и ис30 точник 17 эталонного сигнала, датчиков 18 тока и 19 напряжения, устройств 20, 21 выделения наибольшего значения сигнала и устройства 22 выделения наименьшего значения сигнала, причем входы блоков 5 и 4 соединены через датчики 18 тока и 19 напря35 жения с выходом инвертора 2, а выходы - соответственно с входами двух каналов - обработки измеренного интегрального значения тока за период 11, 12 и интегрального значения напряжения за период 13, 14, причем в каждом канале,, например

0 11, усилитель 15 подсоединен входом к входу канала и выходом - к входу суммирующего устройства 16, к второму входу которого подсоединен источник 17 эталонного сигнала, а выход суммирующего устройстПри стабилизации напряжения внещняя ва 16 подсоединен к выходу канала. Выхарактеристика представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс, при стабилизации тока - оси ординат. Чтобы отрезок внешней характеристики составил со своим первоначальным положением положительный угол, нужно, чтобы период был пропорционален интегральному значению величины, просуммированному с постоянной положительной эталонной величиной, отрицательный угол - постоянной отрицательной эталонной величиной.

ходы канала 11 обработки интегрального значения тока за период с больщим, чем у 12 канала, сигналом на выходе и канала 13 обработки интегрального значения напряжения за период с меньшим, чем у 50 14 канала, сигналом на выходе подключены к входам устройства 20 выделения наибольщего значения сигнала, выход которого и выход канала 14 обработки интегрального значения напряжения за период подключены к входам устройства 22 выходы канала 11 обработки интегрального значения тока за период с больщим, чем у 12 канала, сигналом на выходе и канала 13 обработки интегрального значения напряжения за период с меньшим, чем у 50 14 канала, сигналом на выходе подключены к входам устройства 20 выделения наибольщего значения сигнала, выход которого и выход канала 14 обработки интегрального значения напряжения за период подключены к входам устройства 22 выНа фиг. 1 сплошной линией представ-55 деления наименьшего значения сигнала, вылена внешняя характеристика, состоящаяход которого и выход канала 12 обраиз четырех отрезков, полученная при нуле-ботки интегрального значения тока за период

вых значениях эталонных сигналов, пунк-подключены к устройству 21 выделения наи

НОИ связи - длительность импульсов, к которому подключен формирователь 9 импульсов синхронизации, усилителя 10 мощности, независимых каналов 11, 12, 13 и 14 обработки измеренного интегрального значения тока и напряжения за период пульсаций на нагрузке, каждый из которых включает в себя усилитель 15 измеренного значения, суммирующее устройство 16 и источник 17 эталонного сигнала, датчиков 18 тока и 19 напряжения, устройств 20, 21 выделения наибольшего значения сигнала и устройства 22 выделения наименьшего значения сигнала, причем входы блоков 5 и 4 соединены через датчики 18 тока и 19 напряжения с выходом инвертора 2, а выходы - соответственно с входами двух каналов - обработки измеренного интегрального значения тока за период 11, 12 и интегрального значения напряжения за период 13, 14, причем в каждом канале,, например

11, усилитель 15 подсоединен входом к входу канала и выходом - к входу суммирующего устройства 16, к второму входу которого подсоединен источник 17 эталонного сигнала, а выход суммирующего устройства 16 подсоединен к выходу канала. Выва 16 подсоединен к выходу канала. Выходы канала 11 обработки интегрального значения тока за период с больщим, чем у 12 канала, сигналом на выходе и канала 13 обработки интегрального значения напряжения за период с меньшим, чем у 14 канала, сигналом на выходе подключены к входам устройства 20 выделения наибольщего значения сигнала, выход которого и выход канала 14 обработки интегрального значения напряжения за период подключены к входам устройства 22 выделения наименьшего значения сигнала, вы

большего значения сигнала, подсоединенного выходом к входу преобразователя 8 сигнал обратной связи - длительность импульсов, выход которого соединен с входом формирователя 9 импульсов синхронизации, соединенным выходом с входом усилителя 10 мощности и с управляющими входами устройств измерения интегрального значения тока 4 и напряжения 5. Выход усилителя 10 мощности подключен к управляющему входу инвертора 2.

Источник работает следующим образом.

Информация о токе и напряжении с датчиков 18 и 19 передается в измерительные блоки 4 и 5, с выходов которых сигналы, соответствующие интегральным значениям тока и напряжения за период на выходе, подаются соответственно на два канала 11, 12 обработки измеренного интегрального значения тока и два канала 13, 14 обработки измеренного интегрального значения напряжения.

На фиг. 2 пунктирными линиями показано изменение выходных сигналов каналов 11, 12 (кривые 1, 2 соответственно) и каналов 13, 14 (кривые 3, 4 соответственно) в диапазоне измерения выходного сиг- нала 1инт. измерителя интегрального значения тока 4 за период. Сплошной линией показан сигнал, полученный на выходе устройства 21 выделения наибольшего значения и преобразуемый преобразователем 8 в период следования импульсов. Импульсы пре образователя управляют работой формирователя 9 импульсов синхронизации, импульсы которого, усиленные усилителем 10 мощности, задают период следования импульсов инвертора 2. Эти импульсы, поступая на входы управления измерителей 4, 5 интеграль- ных значений за период, устанавливают их в ноль в конце каждого периода. Управление инвертора осуществляется в соответствии с зависимостью, приведенной в описанном способе.

Устройство позволяет сформировать внешнюю характеристику источника в виде ломаной линии с требуемым количеством точек излома.

Формула изобретения

0

5

5 0 5

0

5

0

5

чество частей, равное заданному числу отрезков аппроксимации, диапазон измеренного интегрального тока за период пульсаций в нагрузке разделяют на соответствующее количество частей, выделяют на первом отрезке, начало которого соответствует нулевому значению интегрального тока за период пульсаций в нагрузке, значение интегрального напряжения за период пульсаций в нагрузке, на втором отрезке - значение интегрального тока за период пульсаций в нагрузке, на третьем - значение интегрального напряжения за период пульсаций в нагрузке и так далее, и преобразуют выделенную на любом отрезке величину в длительность периода следования импульсов на выходе источника по зависимости

Т Кк 3 + Ак, где Т - период следования импульсов на

выходе источника;

3 - выделенное интегральное значение тока или напряжения за период пульсаций в нагрузке; KK - коэффициент пропорциональности,

соответствующий k-му отрезку; АК - эталонное значение, соответствующее k-му отрезку.

количество устройств выделения наибольшего и наименьшего значения сигнала равны, а при четном - первых на единицу меньше, причем входы измерителей интегральных значений тока и напряжения в нагрузке за период пульсации соединены через со- ответствуюшие датчики с выходом инвертора, а их выходы - с входами каналов обработки измеренного за период пульсаций в нагрузке интегрального значения тока и напряжения соответственно, в каждом канале обработки вход усилителя является входом канала, выход усилителя соединен с одним из входов суммирующего устройства, к второму входу которого подсоединен источник эталонного сигнала, выходом канала является выход суммирующего устройства, причем выходы канала обработки измеренного интегрального значения напряжения за период пульсаций в нагрузке, имеющего наименьщий среди этого

типа каналов выходной сигнал, и кана- 20 рователя импульсов синхронизации, подсоела обработки измеренного интегрального значения тока за период пульсаций в нагрузке, имеющего наибольщий среди этого типа каналов выходной сигнал, подсоединены к входам устройства выделения наибольшего значения сигнала, выход котородиненного своим выходом к входам управления измерителей интегральных значений тока и напряжения в нагрузке за пе- ривд пульсации, к входу усилителя мощности, выход которого соединен с управляющим входом инвертора.

cfius.i

5

го соединен с одним из входов устройства выделения наименьшего значения сигнала, к второму входу которого подсоединен выход второго по меньшему значению сигнала на выходе среди каналов своего типа канал обработки измеренного интегрального значения напряжения за период пульсаций в нагрузке, а выход устройства выделения наименьшего значения соединен с входом устройства выделения наибольшего значения сигнала, второй вход которого соединен с/выходом канала обработки измеренного интегрального значения тока за период в нагрузке с вторым по величине среди каналов своего типа сигналом на выходе, а выход последнего из устройств выделения наибольшего или наименьшего значения сигнала соединен с входом преобразователя сигнала обратной связи в длительность периода управляющих импульсов, к выходу которого подключен вход формидиненного своим выходом к входам управления измерителей интегральных значений тока и напряжения в нагрузке за пе- ривд пульсации, к входу усилителя мощности, выход которого соединен с управляющим входом инвертора.

Jcp.

дыходиой сигнал /томоВ П,12.Щ1

/

/J

ffu5.2

J .