Источник питания для контактной сварки с автоподстройкой режима Советский патент 1990 года по МПК B23K11/24 

Иэобретение относится к контактной сварке и может быть использовано в машинах для контактной микросварки деталей малых толщин и сечений, а - также для пайки сварки расщепленным электродом электронных приборов.

Цель иэобретёния - повьшение качества сварного соединения за счет компенсации колебаний напряжения питающей сети,

Йа фиг.1 показана блок-схема источника питания для контактной свар ки с автоподстройкой режима; на фиг,2 - диаграммы, поясняющие работу источни- ка,

Источник питания содержит Гфиг,) симисторы 1 и 2 дпя подключения к питающей сети 220 В.первичных обмоток 3 и 4 сварочного трансформатора 5, В цепь питания трансфррмато- ра включен датчик б тока для подачи напряжения, пропорционального сварочному току, на усилитель 7 и далее через выпрямитель 8 на вход сумматора 9 другой вход которого подключен к выходу задатчика 10 уровня сварочного тока. Выход сумматора 9 подсоединен к схеме 11 ср авнения, которая через

При замыкании выключателя кнопки 23 Сварка срабатывает электронное реле времени в момент перехода напрядругой вход соединена с выходом интег-зо жения сети через нуль (фиг,2), в моратора 12 и .далее через транзисторный ключ 13, генератор 14 остроконечных импульсов и трансформатор 15 подключена к линиям сети питания 220 В,

мент t замыкаются контакты 18 и 20

и размыкаются контакты 23. Последними разрывается цепь подготовки программатора 21 и он СБОИМ выходом

и размыкаются контакты 23. Последними разрывается цепь подготовки программатора 21 и он СБОИМ выходом

Выход схемы 11 сравнения через Уси-jj через контакты 20 подключается к ин40

литель-формиррватель 16 импульса тока подключен к управляющему электроду симистора 1, Для запуска дополнительно введенного симистора 2 коротким импульсом Toha в начале К Зж- дого полупериода напряжения питаюнцей сети 220 В к его управляющему электроду подключена схема 7 запуска, один из входов напрямую подсоединен к трансформатору 15,:а другой вход че- 45 рез контакты 18 реле пускового устройства j электронного реле времени 19 подключен к выходу трансформатора Интегратор 12 напряжения другой парой контактов 20 реле пускового уст- ройства 19 соединен с программатором 21 напряжения, подключенным по питанию напрямую к отрицательному полюсу источника 22 постоянного стабилизиро ванного напряжения (ИПСН), а к положительному полюсу через нормально замкнутую пару контактов 23, Электронное реле времени (ЭРЕ) подключается к ИПСН кнопкой 24 Сварка, служа50

55

тегратору 12,

Пусковое устройство 19 синхронно с напряжением сети в начале каждого полупериода выдает управляющие импульсы тока ij.,j на симистор 2, через программатор 21 напряжения обеспечивается питание интегратора 12 напряжения, величина напряжения на. котором в момент t, равна (фиг.26), Далее напряжение на интеграторе U(,- Uf возрастает по выбранной экспоненциальной зависимости, на выходе интегратора формиру- ется пилообразное напряжение U, так как в качале каждого полупериода напряжения сети ключ 13 открывается на короткое время и происходит сброс .нап ряжения с емкости интегратора. Напряжение и подается на вход схемы 11 сравнения,

В момент времени t, симистор 2 открывается и по цепи А/ 220 В симистор 2.- первичная обмотка 4 - первичная обмотка 3 - датчик б тока - ли0

5

5

0

щей для его пуска и запуска в работу источника в целом. Блоки 12-14 выполняют функцию устройства формирования пилообразного напряжения и объединены в устройство 25 формирования пилообразного напряжения.

Схема источника работает следующим образом,

В исходное положение со схемы задатчика 10 сварного тока от сумматора 9 и далее на схему 11 подается постоянное стабилизированное напряжение и J.J. (фиг, 26), а с генератора 14 импульсов на транзисторный ключ подаются короткие импульсы тока i (фиг,2в) в начале каждого полупериода напряжения сети с частотой следования 100 Гц, На выходе программатора 21 напряжения выставлена начальная величина постоянного напряжения Up (фиг,2б), которую можно изменять при настройке источника на нужную программу нарастания сварочного тока, На выходе ИПСН 22 постоянное напряжение и ре (фиг.26), .

При замыкании выключателя кнопки 23 Сварка срабатывает электронное реле времени в момент перехода напряо жения сети через нуль (фиг,2), в момент t замыкаются контакты 18 и 20

и размыкаются контакты 23. Последними разрывается цепь подготовки программатора 21 и он СБОИМ выходом

через контакты 20 подключается к ин40

4550

5

тегратору 12,

Пусковое устройство 19 синхронно с напряжением сети в начале каждого полупериода выдает управляющие импульсы тока ij.,j на симистор 2, через программатор 21 напряжения обеспечивается питание интегратора 12 напряжения, величина напряжения на. котором в момент t, равна (фиг.26), Далее напряжение на интеграторе U(,- Uf возрастает по выбранной экспоненциальной зависимости, на выходе интегратора формиру- ется пилообразное напряжение U, так как в качале каждого полупериода напряжения сети ключ 13 открывается на короткое время и происходит сброс .напряжения с емкости интегратора. Напряжение и подается на вход схемы 11 сравнения,

В момент времени t, симистор 2 открывается и по цепи А/ 220 В симистор 2.- первичная обмотка 4 - первичная обмотка 3 - датчик б тока - линия сети 220 В начинает течь сварочный ток ICB, (фиг.2). Сигнал с датчика 6 тока, усиленный усилителем 7, через выпрямитель 8 подается на вход сумматора 9, где складывается с напряжением и задатчика 10 тока (фиг,26) и далее общий сигнал с сумматора и ц дподается на вход схемы 11 сравнения. На другой вход схемы 11 сравнения в этот момент подает-, ся возрастающее во времени напряжение 11. (фиг.26) с интегратора U В момент сравнения t на выходе схе10

тока увеличивается, а вторая часть уменьшается,

Предлагаемый источник обеспечивает стабилизацию заданного значения сварочного тока, начиная с первого импульса, при этом первая часть импульса сглаживает передний фронт нарастания тока в импульсе и играет роль подогрева и формирования -сварочного контакта в процессе сварки. Кроме того, источник обладает высоким быстродействием автоматического регулирования сварочного тока и обеспемы 11 сравнения возника:ет сигнал рас- 15чивает регулирование тока от импульсогласования, который усиливается уси-са к импульсу по заданной программе

лителем-формирователем 16 и далее в программатором 21. Время быстродействиде импульса тока i (фиг.2в) пода-вия такого автоматического регулятоется на силовой симистор 1. Послед-ра тока 0,01 с. С таким быстродеист20вием схема предлагаемого источника

НИИ открывается, а симистор 2 запирается, и с этого момента времени t2 сварочный ток возрастает с большей скоростью вследствие уменьшения коэффициента трансформации, и до момента времени tj формируется часть импульса сварочного тока с(- t), С момента времени t процессы в источнике повторяются аналогично.с той разницей, что момент сравнения t. во втором импульсе тока наступает несколько раньше относительно момента перехода тока через нуль, так как опорное напряжение U с интегратора - 12 в этот полупериод возрастает с большей скоростью в зависисмоти от напряжения на нем, обусловленного программатором 21.

По истечении заданного времени сварки в момент времени t пусковое устройство 19 размыкает контакты 18 и 20 и замыкает контакты 23, и процесс сварки прекращается.

При изменении напряжения питающей . сети, например, при его уменьшении Up (фиг.2а) сварочный ток ICB, Д° ° мента отпирания силового симистора. 1 (фиг.2г) уменьшается и сравнение происходит в момент времени t,, Тое. несколько раньше относительно начала полупериода колебаний сети. Первая часть импульса сварочного тока ( tg) (Фиг.2г) уменьшается, а вторая часть i jg, ( t) увеличивается ровно на столько, чтобы . общее значение тока в импульсе оставалось заданным и независящим от уменьшения напряжения сети. При уве личении напряжения сети первая часдл.

25

30

может осуществлять успешно стабилизацию заданного значения напряжения на сварочных электродах. Для этого не обходимо лишь вход усилителя 7 отсоединить от выхода датчика 6 тока и подсоединить его к сварочным электродам. Стабилизация сварочного тока, включая первый его импульс, уменьшение крутизны нарастания тока в каждом импульсе повышают стабильность прочности сварных соединений, уменьшает количество соединений с выплесками металлов и полностью исключают непровары.

35

Формул

зобретения

Источник питания для контактной сварки с автоподстройкой режима, со- ,„. держащий сварочный трансформатор, первый симистор, пусковое устройство, датчик тока, включенный в первичную обмотку сварочного трансформатора выход датчика тока через усилитель .с и выпрямитель соединен с входом сумма тора, другой вход которого соединен с выходом задатчика уровня сварочного тока, выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, вто- 50 рой ее вхрд соединен с выходом уст- .ройства формирования пилообразного напряжения, выход схемы сравнения через усилитель-ф ормирователь импульса тока соединен с первым симистором отличающий, ся тем, что, с целью повьш1ения качества сварного со динения за счет компенсации колебаний напряжения питающей сети, в него введены источник постоянного стабили

86877

10

тока увеличивается, а вторая часть уменьшается,

Предлагаемый источник обеспечивает стабилизацию заданного значения сварочного тока, начиная с первого импульса, при этом первая часть импульса сглаживает передний фронт нарастания тока в импульсе и играет роль подогрева и формирования -сварочного контакта в процессе сварки. Кроме того, источник обладает высоким быстродействием автоматического регулирования сварочного тока и обеспе20вием схема предлагаемого источника

25

30

может осуществлять успешно стабилизацию заданного значения напряжения на сварочных электродах. Для этого нобходимо лишь вход усилителя 7 отсоединить от выхода датчика 6 тока и подсоединить его к сварочным электродам. Стабилизация сварочного тока, включая первый его импульс, уменьшение крутизны нарастания тока в каждом импульсе повышают стабильность прочности сварных соединений, уменьшает количество соединений с выплесками металлов и полностью исключают непровары.

35

Формул

зобретения

Источник питания для контактной сварки с автоподстройкой режима, со- . держащий сварочный трансформатор, первый симистор, пусковое устройство, датчик тока, включенный в первичную обмотку сварочного трансформатора, выход датчика тока через усилитель и выпрямитель соединен с входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом задатчика уровня сварочного тока, выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, вто- 0 рой ее вхрд соединен с выходом уст- .ройства формирования пилообразного напряжения, выход схемы сравнения через усилитель-ф ормирователь импульг са тока соединен с первым симистором, отличающий, ся тем, что, с целью повьш1ения качества сварного соединения за счет компенсации колебаний напряжения питающей сети, в него введены источник постоянного стабилизированного напряжения,, трансформатор второй симистор со схемой запуска и программатор напряжения, пусковое устройство вьтолнено с двумя нормаль- но разомкнутыми и одним нормально замкнутым ключами, сварочный трансформатор выполнен с дополнитешь- ной первичной обмоткой, а устройство формирования пилообразного напря- жения выполнено на последовательно соединенных генераторе остроконечных импульсов, транзисторном ключе и интеграторе, вход устройства формирования пилообразного напряжения соеди- нен с п ервой вторичной обмо,ткой трансформатора, вторая вторичная обмотка которого соединена через первый нормально разомкнутый кл(оч со схемой

запуска второго симистора, последовательно соединенные второй симистор и дополнительная обмотка сварочного трансформатора подключены параллельно первому симистору, третья и четвертая обмотки трансформатора подключены соответственно к источнику постоянного стабилизированного напряжения и к пусковому устройству, положительный вывод источника постоянного стабилизированного напряжения через нормально замкнутый контакт пускового устройства соединен с входом программатора напряжения, выход последнего через второй нормально разомкнутый контакт пускового устройства - с вторым входом интегратора.

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано в машинах для контактной микросварки деталей малых толщин и сечений, а также для пайки - сварки расщепленным электродом электронных приборов. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет компенсации колебаний напряжения питающей сети. Источник питания содержит сварочный трансформатор, первый симистор, датчик тока, усилитель, схему сравнения, усилитель - формирователь импульса тока, сумматор, задатчик уровня сварочного тока, выпрямитель, устройство формирования пилообразного напряжения и пусковое устройство. В источник введены трансформатор, источник постоянного стабилизированного напряжения, второй симистор со схемой запуска и программного напряжения. Пусковое устройство имеет два нормально разомкнутых и один нормально замкнутый контакты. Сварочный трансформатор выполнен с дополнительной обмоткой, а устройство формирования пилообразного напряжения - на генераторе остроконечных импульсов тока, транзисторном ключе и интеграторе. В процессе сварки в начале каждого полупериода напряжения сети ъ220В открывается один симистор и по обеим первичным сварочным обмоткам, включенным согласно, протекает сварочный ток раза в 3-4 меньший, чем при открытом силовом симисторе и протекании сварочного тока только через одну силовую сварочную обмотку. Этот ток изменяется во времени в зависимости от изменения напряжения питающей сети. Напряжение с выхода датчика тока, пропорционально сварочному току, сравнивается с опорным пилообразным напряжением. Моменты сравнения автоматически сдвигаются по времени в ту или иную сторону в зависимости от уменьшения или увеличения напряжения сети. Моменты отпирания (открытия) силового симистора и закрытия дополнительно введенного сдвигаются по времени. Это обеспечивает автоматическую подстройку длительностей первой части сварочного импульса и второй силовой части с целью стабилизации заданного установкой величины эффективного значения сварочного тока в импульсе. Первая часть импульса сглаживает крутизну фронта нарастания импульса в целом и уменьшает вероятность выплесков металлов. Регулирование импульсов тока осуществляется непосредственно с первого импульса. 2 ил.

р

50Гц

J.

icz

77

-ЁМ-Щ ш.. ..,

15

2В

f

Фие. 1

iJc; из ,

a

ЬФиг.2