Источник питания для контактной сварки на повышенной частоте Советский патент 1990 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в машинах для контактной сварки однородных и разнородных деталей, в производстве резисторов, электровакуумных приборов и микроэлектронике.

Цель изобретения - повышение качества сварки за счет повышения быстродействия и надежности его работы.

На фиг. 1 показана блок-схема источника питания для контактной сварки на повышенной частоте; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Источник питания содержит источник 1 зарядного тока, накопительные конденсаторы 2 и 3, коммутирующий конденсатор 4, сварочный трансформатор 5, основные тиристоры 6 и 7, коммутирующие тиристоры 8 и 9, токо- ограничивающий реактор Ю, датчик 11 напряжения, датчик 12 тока, задат- чик 13 времени сварки, задающий генератор 14, блок 15 переключения, коммутатор 16 задатчика параметра сварки, компаратор 17, состоящий из дифференциального биполярного усилителя 18, двух диодов 19 и 20, двух

сл

со о ю

00

сопротивлений 21 и 22, двух дифферен Шрующих цепей 23 и 24 и элементов . ИЛИ-НЕ 25 и НЕ 26. Источник 1 заряд- ijorc тока (ИЗТ) имеет три вывода - йоложйтельный, отрицательный и нуле1 ОЙ,

; Положительный вывод источника, 1 фарядного тока соединен с положитель выводом накопительного конденса- fора 2, а отрицательный вывод источ- йика 1-е отрицательным выводом накопительного конденсатора 3. Отрица- гельньй вывод конденсатора 2, поло- кительньм вывод конденсатора 3 и один из выводов коммутирующего конденсатора 4 объединены и соединены с нулевым выводом источника 1, Первичная обмотка сварочного трансформато- :)а 5 состоит из двух последовательно .соединенных полуобмоток, у которых 1 имеете соединены концы обмоток. Начало одной из них подключено к отрицательному выводу основного тиристо- )а 6, положительньм вывод которого соединен с положительным выводом на- сопительного конденсатора 2. Начало другой полуобмотки трансформатора 5 соединено с положительным выводом Ьсновного тиристора 7, отрицательный йывод которого соединен с отрица- |тельным выводом накопительного конденсатора 3. Кроме этого, отрица- тельньй вывод основного тиристора 6 Подключен через последовательно сое- |диненные коммутирующие тиристоры 8 и 9 с положительнь м выводом основного тиристора 7, причем положительный вывод .коммутирующего тиристора 8 соединен с положительным выводом основного тиристора 7, а отрицательньй вывод коммутирующего тиристора 9 - с отрицательным выводом основного тиристора 6, Общий вывод тиристор 8 и 9 соединен через реактор 10 со средним выводом первичной обмотки сварочного трансформатора 5, вторичная обмотка которого подключена к сварочным электродам, и к входным выводам блока 11 обратной связи.

Средний вывод первичной обмотки сварочного трансформатора 5 соединен через датчик 12°тока с другим вывод коммутирующего конденсатора 4. Так выглядит схема силовой части источника питания для контактной сварки. Время сварки определяется задат- чиком 13 времени сварки, один выход которого соединен с управляющим вхо

5

0

5

0

5

0

UBnx,U,VN

5

50

55

дом задающего генератора 14, выход которого соединен с первым входом (N) блока 15 переключения, второй вход (и ) которого подключен к выходу датчика 12 тока.

Выходы блока 15 переключения соединены с управляющими входами тиристоров в следзтащем порядке:

с входом основного тиристора 6;

и gi,, - с входом основного тиристора 7;

Uebix:3 U, VN - с входом коммутирующего тиристора 9;

и - с входом коммутирующего тиристора 8 о

Второй выход задатчика 13 времени сварки соединен с управляющим коммутацией напряжения сварки входом коммутатора 16 задатчика параметра сварки, выход которого соединен с задающим входом (Uj) компаратора. Компаратор состоит из дифференциального биполярного усилителя 18, работающего в режиме компарирования, неинверс- ньй вход которого соединен с выходом коммутатора 16 задатчика параметра сварки, а -инверсный - с выходом блока 11 обратной связи. Выход дифференциального усилителя соединен с информационным входом коммутатора 16 задатчика параметра сварки с положительным выводом диода 19, и отрицательным - диода 20. Отрицательньй вывод диода 20 соединен с одним из выводов сопротивления 21, и с входом дифференцирующей цепи 23, Второй вывод сопротивления 21 подключен к нулевому выводу источника.1 зарядного тока. Положительньй вывод диода 22 соединен с одним из выводов сопротивления 22 и. с входом дифференцирующей цепи 24, На второй вывод сопротивления 22 подается напряжение логической 1. Выход дифференцирующей цепи 23 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 25, с вторым входом которого соединен через элемент НЕ 26 выход дифференцирующей цепи 24. Выход элемента ИЛИ-НЕ 25 соединен с третьим входом.(и) блока 15 переключения.

В исходном состоянии накопительные конденсаторы 2 и 3 заряжены до и „ каждый, конденсатор 4 разряжен (заряжен через зарядный резистор 18)5 тиристоры 6-9 выключены.

После включения задатчика 13 времени сварки запускаются задающий генератор 14 и коммутатор 16 задатчи- ка напряжения сварки, который высталяет на компаратор 17 величину напржения подогрева. Блок 15 переключения вырабатывает на выходе 1 импуль включения первого основного тиристо 6 в момент, когда появляется первьй (или Любой нечетный) импульс с зада ющего генератора 14 и отсутствует ток в цепи заряда коммутирующего ко де.нсатора 4, т.е. сигнал с выхода дчика 12 тока отсутствует. Это может быть реализовано при помощи счетног триггера и логических схем ИЛИ так, чт обы выполнялось равенство Ugj,;f,

и, VN.

Это и последующие логические равенства необходимы для исключения сквозных токов и повышения надежности.

При этом с одного выхода счетного триггера снимаются четные импульсы задающего генератора 14, с другого выхода триггера - нечетные,

После включения первого основного тиристора через верхнюю первичную полуобмотку сварочного трансформатора 5 будет протекать ток заряда коммутирующей емкости. Во- вторичной цепи сварочного трансформатора 5 наве- дется .ЭДС и ток. Как только ЭДС, ток или их произведение, в зависимости от датчика 11 напряжения, достигнут определенного значения, т.е. выполнится условие на выходе компаратора 17 появится сигнал U - -«Uoc Uj, который разрешит блоку 15 переключения вьфаботать импульс включения первого коммутирующего тиристора 8. .

При этом блок 15 переключения вырабатывает импульс на выходе 2 при условии и 5JIX 2 Uj,N. Включится коммутирующий тиристор 8, замкнет нижнюю первичную полуобмотку сварочного трансформатора 5. Индуктивность верхней первичной полуобмотки резко снизится, коммутирующий конденсатор 4 быстро зарядится и первьй основной тиристор 6 закроется. Как только ток заряда конденсатора 4 уменьщится, Ц будет равен нулю и схема будет готова к включению второго основного тиристора 7. При появлении второго (или любого четного) импульса с задающего генератора 14 блок 15 переключения выработает на выходе 3 им- пульс включения второго основного

1590281

тиристора 7. Импз льс -на выходе 3 появится при условии и gj, 3 .

Далее процесс происходит аналогично описанному, только компаратор выработает на выходе сигнал условии .. Импульс на второй комг-гутирующий тиристор 9 появится на

10

выходе 4 условии

блока 15 переключения при

ивих4 .

15

20

25

30

После окончания времени подогрева коммутатор 16 задатчика напряжения сварки выставляет на первый вход компаратор 17 величину напряжения сварки. Процессы в схеме управления и в преобразователе происходят аналогично описанному. Амплитуда импульсов напряжения (тока) на выходе сварочного трансформатора 5 будет больше.

Формула изобретения

1. Источник питания для контактной сварки на повышенной частоте, содержащий источник зарядного тока с нулевым выводом, к которому подключен последовательньш полумостовой инвертор с разделенной емкостью, датчик тока, включенньй в цепи заряда рабочего конденсатора, схему управления инвертором, состоящую из последовательно соединенных задатчика времени сварки, задающего генератора и блока переключенияJ к второму входу которого подключен выход датчика тока, второй выход задатчика времени сварки через коммутатор и компаратор соединен с третьим входом блока переключения, выходы которого соединены с тиристорами последовательного полумостового инвертора, выход дат-. чика напряжения сварки соединен с 45 вторым входом компаратора, о т л и- чающийся тем, что, с целью повьппения качества сварного соединения за счет повышения быстродействия источника и надежности работы, в него введены реактор и два последовательно соединенных коммутирующих тиристора, а индуктивность последовательного полумостового инвертора выполнена на двух встречно включенных полуобмоток первичной обмотки сварочного трансформатора, общая точка конденсаторов соединена со средней точкой источника зарядного тока, общая точка коммутирующих тиристоров

35

40

50

55

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в машинах для сварки однородных и разнородных деталей. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет повышения быстродействия источника и надежности его в работе. Источник питания содержит источник зарядного тока с нулевым выводом, последовательный полумостовой инвертор, датчик тока и схему управления инвертора. В источник питания введены два коммутирующих тиристора и реактор. Индуктивность инвертора выполнена на двух встречно включенных палуобмотках первичной обмотки сварочного трансформатора. Компаратор схемы управления вырабатывает положительные импульсы на любое изменение напряжения (положительное или отрицательное). Это повышает быстродействие и упрощает блок управления сварочным преобразователем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг. 1

Ud.2