Источник питания с силовым полупроводниковым преобразователем Советский патент 1988 года по МПК B23K9/00 B23K9/10 

(21)4197669/29-27

(22)09.01.87

(46) 15.12.88. Бкш. № 46

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам

(72)А.АоТекутьев, В.Ю.Логинов, А.М.Юркевич, Н.А.Юхин и A.A.

(53)62U791.75 (088.8)

(56)i BTopcKoe свидетельство СССР № 747646, кл. В 23 К 9/10, 1978,

Авторское свидетельство СССР № 1306665, кл. В 23 К 9/00, 1984.

(54)ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С СИЛОВЫМ ПО- ЛУПРОВОДНИКОШМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

(57)Изобретение относится к области сварочной техники, конкретнее к ис.точникам питания для электродуговой сваркио Цель изобретения - повышение качества сварного соединения

за счет повьшения помехоустойчивости и точности управления выходными параметрами источника питания. Источник питания содержит силовой полупроводниковый преобразователь, устройства измерения тока и напряжения сварки, соединенные с соответствующим датчиком тока или напряжения, согласующее устройство, коммутатор, компаратор, устройства преобразования и функционального преобразования, устройство хранения и передачи информации, исполнительный блок и блок синхронизации. В устройстве информация о токе и напряжении преобразуется 3 информацию о сопротивлении нагруз ки. Однако осуществляется это без ис- пользовсшия специального вычислительного блока при помощи устройств измерения тока и напряжения с организацией новых связей между ними. 1 ил.

i

(Л

4;; 4

4

у-

Изобретение относится к сварочной технике, конкретнее к источникам питания для электродуговой сварки.

Цель изобретения - улучшеьше ка- честна сварного соединения за счет повышения помехоустойчивости и точности управления выходными параметрами источника питания.

На чертеже представлена функцио- нальная блок-схема источника питания с полупроводниковым преобразователем. Устройство содержит силовой полупроводниковый преобразователь (ПП) t, датчики тока сварки 2 и напряжения сварки 3, согласующее устройство 4, устройства измерения тока 5 и напряжения 6 сварки, коммутатор 7, компаратор 8, устройство 9 преобразования величины временного интервала в элект рический сигнал, устройство 10 хранения и передачи информации, устройство П функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию временного интервала проводимости ключевых элементов, исполнительный блок 12 и блок 13 синхронизации.

Вход ГШ 1 подключен к источнику энергии, а выход - к межэлектродному промежутку. Датчик 2 включен последовательно в сварочную цепь, а датчик 3 - царагшально межэлектродному промежутку. Согласующее устройство 4 первым входом подключено к выходу датчика 2, а выход его соединен с входом устройства 5 измерения. Устройство 6 измерения входом подключен к выходу датчика 3, а выходом - к входу коммутатора 7. Выход коммутато ра 7 подключен ко второму входу соглсующего устройства 4,

Устройство 5 измерения соединено выходом с входом компаратора 8, а выход последнего подключен к входу устройства 9. Выход устройства 9 соединен с входом устройства 10, выход которого соединен с входом устройства 11. Исполнительный блок 12 входом соединен с выходом устройства П, а выход его соединен с управляющим входом ПП 1. Блок 13 синхронизации выходами подключен к синхронизирующим входам устройства 5 и 6, коммутатора 7, устройств 9, 10, ,12, а вход блока 13 подключен ко входу ПП 1. Согласующее устройство 4 предназначено для согласования сигналов, поступающих с выхода датчика 2 и с

выхода устройства измерения 6 через компаратор 7 с входными параметрами устройства 5 измерения и может быть реализовано, например, при помощи сумматора с аттенюаторами в-.о/ии- х сигналов. Коммутатор 7 - чюО;); - leKi - ронный коммутатор с (:ooт вe ствующимн характеристиками.

Устройство преобразователя 9 может быть реализовано, напримг.р, на базе генератора со счетчиком импульсов или на базе генератора линейно- изменяющегося напряжения. При помощи устройства 10 осуществляется развертка во времени информации о сопротивлении нагрузки.

Источник питания рабогаг-т следующим образом.

Начало очередного такта работы источника питания и конец предыдущего такта определяется приходом импульсной команды Сброс на устройства 5, 6 измерения, устройство 9 преобразования, устройство 1 О хранения и передачи информации и исполнительный блок 12„ Импульс сброса приходит с блока 13 синхронизации о С началом очередного такта начинается измерение сварочного тока и напряжения устройствами 5, 6 измерения соответственно, продолжающееся до прихода с блока 13 синхронизации импульсной команды Деление. По этой команде информация из устройства 6 измерения напряжения через коммутатор 7 и согласующее устройство 4 передается на вход устройства 5 измерения тока, где осуществляется операция обратного интег- рирования информации о напряжении, что эквивалентно делению информации о токе на информацию о напряжении. Сигнал на выходе устройства 5 измерения с приходом команды Деление начинает уменьшаться, если при измерении тока увеличивается, и в определенный момент времени достигает определенной величины (например, нуля), что фиксируется компаратором 8. Команда Деление является также командой для начала преобразования временного интервала в электрический сигнал в устройстве 9 преобразования. Заканчивается это преобразование по сигналу с выхода компаратора 8. Таким образом, величина преобразуемого в электрический сигнал временного интервала пропорциональна величине проводимости } агрузки, так .

как :- ; пигиг лишь от соотчпше1тоя измеренных ВР.1ТИЧ11И токг - ч напряжения снарки, Онерания .пелппия осуществляется внутри интернапа времени, ограниченного с одной t-Topom r моментом прихода команды Леление, с гфугой - концом текущего такта работы источника питания, т.е. моментом нрихода очередной команды (. брос, Р сли ттп ка- ким-л1;б-1 причинам с выхода компаратора 8 ПК иосг -мгиг гигнал о. талергаении опррани: , деления, lo устройство 9 ггреобря- - Ti iuiH выдаст информацию о максима.гг.Н Ч величине временного ин-( тервап.) прихода команда Деление до КОНИ, -(-вушего такта. Это соответствует максимально величине проводимости наг рузки, т.е, короткому замыканию на я|,ходе источника питания, Лальнейпие преобрачования и определение величины временного интервапа проводимое г и ключевых элементов в следую1 1ем гакте работы источника питания будут происходить с учетом это го. В устройстве 9 преобразования в случае ре.ялнзации его на базе генератора линейно-изменяющегося напряжения осуществляется интегрирование постоянного эталонного напряжения, причем величина временного интервала интегрирова шя пропорциональна величине проводимости нагрузки и опреде

Источник питания с силовым полупроводниковым преобразователем, содер 30 жащий силовой полупроводниковый преобразователь, входом подключенный к источнику энергии, а выходом - к сварочной цепи, датчик тока сварки, включенный последовательно в сварочную цепь.

ляется как указывалось выше В результате получается аналоговый злектри- ос датчик напряжения сварки, включенный ческий сигнал, уровень которого так-в сварную цепь параллельно межэлектже пропорционален величине проводимости нагрузки Этот сигнал заносится в устройство 10 хранения и передачи информации, где запоминается до конца следукщего такта работы источника питания. В течение очередного такта одновременно с измерением информации о выходных параметрах и описанными выше преобразованиями сигнал с выхода устройства 10 через устройство 11, где информация о величине сопротивления (проводимости) нагрузки преобразуется в информацию о величине временного интервала проводимое- Q преобразоватепя а также блок синхро- ти ключевых элементов силового преобра- низации, вход которого подключен к зователя по функциональной зависимое- входу силового полупроводникового ти, видом которой задается форма внеш- преобразователя, а выход соединен с ней характеристики источника питания, синхронизирующими входами устройства передается в исполнительньш блок 12, 55 измерения тока сварки, устройства

Таким образом, при помощи устройст- измерения на«15яжения сварки, испол- ва 10, имеющего два параллельных ка-нительного блока, отличаюнала, работающих через такт, осущест- щ и и с я тем, что, с целью улучше- вляется развертка информационного сиг- ния качества сварного соединения

родному промежутку, устройство измере ния тока сварки, устройство измерения напряжения сварки, входом под40 ключенное к выходу датчика напряжения сварки, устройство функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала прово45 димости ключевых элементов, выход ко- торого соединен с входом исполнительного блока, а выход исполнительного блока подключен к управляющему входу силового полупроводникового

нала во времени, что дополнительно позволяет снизить влияние случайных факторов на достоверность информации и повысить помехоустойчивость и точность при управлении выходными параметрами источника питания. Исполнительным блоком 12 выбирается момент подачи управляющего сигнала на управлякшшй вход силового преобразователя I. Устройство 10 и исполнительный блок тактируются с командами с выхода блока 13 синхронизации, В следующий такт работы процесс повторяется.

По сравнению с базовым объектом- прототипом предлагаемое устройство позволяет добиться улучшения качества сварного соединения, так как, повышая помехоустойчивость и достоверность информа1Д1И о выходных параметрах источника питания, можно уменьшить количество прожогов, непроваров и других дефектов.

Форму.л а изобретения

Источник питания с силовым полупроводниковым преобразователем, содер- жащий силовой полупроводниковый преобразователь, входом подключенный к источнику энергии, а выходом - к сварочной цепи, датчик тока сварки, включенный последовательно в сварочную цепь.

датчик напряжения сварки, включенный в сварную цепь параллельно межэлект Q преобразоватепя а также блок синхро- - низации, вход которого подключен к входу силового полупроводникового преобразователя, а выход соединен с синхронизирующими входами устройства 55 измерения тока сварки, устройства

родному промежутку, устройство измерения тока сварки, устройство измерения напряжения сварки, входом под40 ключенное к выходу датчика напряжения сварки, устройство функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала прово45 димости ключевых элементов, выход ко- торого соединен с входом исполнительного блока, а выход исполнительного блока подключен к управляющему входу силового полупроводникового

Редактор А.Долинич

Составитель В.Пучинский Техред М.Дидык

Заказ 6433/15

Тираж 922

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Корректор В.Романенко

Подписное