Универсальный источник питания для дуговой сварки Советский патент 1991 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к сварке и предназначено для дуговой сварки неплавящимся и плавящимся электродом.

Цель изобретения - повышение точности поддержания выходных характеристик источника.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого источника питания.

Устройство содержит управляемый преобразователь 1 энергии, датчики 2 тока, датчик 3 напряжения, задатчик 4, блок 5 формирования управляющего сигнала, усилитель 6 рассогласования, коммутатор 7, узел 8 с регулируемым- передаточным коэффициентом, сумматор 9, двухвходовый сумматор 10, цифроаналоговый преобразователь I1,

усилитель 12, преобразователь 13 сварочного напряжения, преобразователь 14 сварочного тока, усилитель 15, цифроаналоговый преобразователь 16.

Устройство работает следующим о б- разом.

Управляемый преобразователь 1 энергии, энергию отбираемую от сети, преобразует в сварочное напряжение и ток, питающий электрическую дугу, Величины тока и напряжения зависят от сигнала управления, подаваемого-с блока 5 Формирования управляющего сигнала управления, подаваемого с бло- . ка 5 формирования управляющего сигнала на управляющий вход преобразователя 1 энергии. На вход блока 5 Нормирования управляющего сигнала с выхода усилителя 6 рассогласования,

О

Јъ

СД

4

СО

являющегося также выходом суммато- ра-усипителя 9, подается сигнал рассогласования, величина которого определяется путем алгебраического сум- мирования с последующим усилением сигнала одного из датчиков (датчика 2 тока или датчика 3 напряжения - в зависимости от положения коммутатора 7j, сигнала задатчика 4 и сигнала, подаваемого с выхода узла 8 с регулируемым по абсолютной величине и знаку передаточным коэффициентом.

Сигнал с выхода узла 8 представляет собой алгебраическую сумму сигнала другого датчика (при положении указанном на чертеже, коммутатора 7, датчика тока 2) и сигнала задатчика 4, полученную в сумматоре 10, и умноженную на коэффициент передачи узла 8. Указанный коэффициент передачи можно регулировать в пределах от некоторого положительного значения до равного ему по абсолютной величине отрицательного значения. Выходной сигнал задатчика 4 противоположен по поляр- ности выходным сигналам датчиков тока 2 и напряжения 3. Коэффициенты суммирования по входам сумматора-усилителя 9, подключенного к выходу ком- мутатора 7 и к задатчику 4, равны коэффициенту, полученному путем перемножения максимального абсолютного значения коэффициента передачи узла 8 на коэффициент суммирования сумматора-усилителя, 9 по входу, подключенному к выходу узла 8

Поскольку источник питания представляет собой систему автоматического регулирования, которая стремится уменьшить до нуля сигнал рассогласования при указанном-на чертеже положении коммутатора 7, справедливо выражение

mUOCH -mU +nKCU T- -U)0,l где m - коэффициент суммирования

сумматора-усилителя 9 по входам, подключенным к выходу коммутатора 7 и эадатчика 4; п - коэффициент суммирования по входу, подключенному к выхо- ду узла 8;

оеи сигнал обратной связи по напряжению / выходной сигнал датчика 3 напряжения); UOCT- сигнал обратной связи по току (выходной сигнал датчика / тока); U.- выходной сигнал задатчика 4;

К - коэффициент передачи узла 8.

Учитывая что m n/K/A10ifC гДе мако заДанная максимальная абсо- лютная величина коэффициента К, посл преобразования можно записать /К/мак.с+К „ К

U

V

U,

.(О

V иост.2)

,7кс Щиакс °ст При переключении коммутатора 7 в

другое положение, отличающееся от положения, изображенного на чертеже IT s К могс+К. „ /К/А

UOCH /К/Макс

Произведя почленное умножение выражений (1) и (2) на передаточный коэффициент & , связывающий величину приращения выходного напряжения

источника питания и величину прираще ния сигнала обратной связи по напряжению (Uof M , а также на передаточный коэффициент В, связывающий величину приращения сварочного тока и величину приращения сигнала обратной связи по току 1 Д-11ОСГ, получаем выражения для выходной статической вольтамперной характеристики источника питания соответственно:

п- m

а

(S L /Ммаке J

5 0 5 Q

0

5

U- Г fi.а( +К)-/кЦгсЛt(ft)

LI к J ческим решением (3) и (4) относительно U и Т является прямая линия в координатах U и I, Нетрудна показать, что при неизменных параме т рах ( , и , U J и варьировании коэффициента К в пределах от /K/((1(CC, до -/KjLjKC а после переключения коммутатора 7 до -/К/макс до IKJMUKC прямая поворачивается вокруг точки с координатами JHiU и , причем полученная в реальном источнике питания выходная статическая характеристика ограничена сверху так называемой естественной характеристикой, т.е. выходной характеристкой данного источника без обратных связей, а справа - характеристикой, формируемой системой ограничения максимального тока (эта система не показана и может находиться в управляемом преобразователе 1 энергии.

Кроме того, регулируя величину сигнала задатчика U, можно осуществлять параллельный перенос характеристики, а изменяя передаточные коэффициенты tf. и А /в примере реализации 2 и 3, m

блоков

показанном на чертеже, путем изменения управляющего ко- да на управляющих входах регулятора 16, выполненных на цифроаналого- вых преобразователях), задавать перед сваркой и изменять в процесве сварки координаты центра вращения х а- рактеристики « Управление регулятор а- ми 16 показано штриховыми стрелками,

В некоторых случаях, когда требуется иметь центры вращения характеристик в точках, лежащих на осях I и U (например, с координатами или , ), целесообразно от ключить вход сумматора 10 от выхода задатчика 4, Выходные статические характеристики такого источника выражаются Формулами:

п ° (

-Ј К или

и 5 ТкГ (flV1) р /к/мке

в зависимости от положения коммутатора 7 о

Управление характеристиками предлагаемого источника питания можно осуществлять как вручную, так и по командам от управляющего устройства например, от ЭВМ или от микропроцессора), изменяющего коды на управляющих входах (на чертеже показаны штриховыми стрелками) блоков 2,3,8,7, через соответствующие интерфейсные устройства (не показаны.).

При включении универсального источника питания перед возбуждением ду(flUj-tt

30 формирования управляющего сигнала управляющим входом преобразовател энергии, отличающийся что, с целью повышения точности п держания выходных характеристик, него дополнительно введен двухвход вой сумматор, один вход которого п ключен к второму выходу коммутатора, другой - к выходу задатчика, выход соединен с входом узла с ре

ги путем регулировки блоков 2,3,7 и

8 (кодом на управляющих входах) уста- до лиРУемым передаточным коэффициен-

навливают выходную характеристику, том

оптимальную для возбуждения дуги. Возбуждают дугу осциллятором (не показан ) или коротким замыканием электродов. После возбуждения дуги вручную или автоматически устанавливают выходную характеристику источника, необходимую для конкретного технологического процесса, и регулируют ее в зависимости от его состояния.

Формула изобретения

Универсальный источник питания для дуговой сварки, содержащий управляемый преобразователь энергии, датчики тока и напряжения, задатчик, блок Формирования управляющего сигнала и усилитель рассогласования, состоящий из коммутатора с двумя входами и двумя выходами, узла с регулируемым передаточным коэффициентом, выход которого подключен к одному входу сумматора-усилителя, соединенного двумя другими входами соответствен-

но с выходом задатчика и первым выходом коммутатора, входы которого подключены соответственно к выходам дат- чиков тока и напряжения, выход сумматора-усилителя соединен через блок

формирования управляющего сигнала с управляющим входом преобразователя энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поддержания выходных характеристик, в него дополнительно введен двухвходо- вой сумматор, один вход которого подключен к второму выходу коммутатора, другой - к выходу задатчика, а выход соединен с входом узла с регу-

лиРУемым передаточным коэффициен-

Составитель В. Королев Редактор С. Лисина Техред С.Мигунова Корректор М. Демчик

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в качестве универсального источника питания для дуговой сварки неплавящимся или плавящимся электродом. Источник содержит управляемый преобразователь энергии, датчики тока и напряжения. Датчики тока и напряжения через коммутатор подключены к сумматору-усилителю и сумматору. Второй вход сумматора связан с задатчи- ком, а выход - с узлом с регулируемыми передаточными коэффициентами. Выход узла с регулируемыми передаточными коэффициентами связан с вторым входом сумматора-усилителя. Изобретение позволяет снизить внутреннюю приборную погрешность и за счет этого повысить точность поддержания выходных характеристик источника, 1 ил

Заказ 1110

Тираж 530

ВНИИПИ Государстве;яного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное