Способ измерения коэффициента мощности однофазной контактной сварочной машины

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ ОДНОФАЗНОЙ КОНТАКТНОЙ .СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ, преимущественйо с Использованием тиристорного управле ния, при котором измеряют параметры сварочного контура и по измеренным параЯётрам вычисляют угол сдвига между мгновенным напряжением и током во вторичнсм контуре сварочной машины, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД сварочной машины за счет повышения точности автоматического измерения угла сдвига непосредственно в процессе сварки и улучшения качества настройки сварочной машины, определяют момент времени, при котором мгновенное значение напряжения в сварочном контуре равно нулю, а угол включения тиристоров равен 90 и в этот момент измеряют мгновенное значение . тока в сварочном,контуре, прризводЧ Ную мгновенного тока по времё 1и, ,1сг значениям которых вычисляют угол -рдвига f между напряжением и током а сварочном контуре по формуле , где «v - круговая частота) 1 - мгновенное значение тока . 3 сварочном .контуре; производная мгновенного тока по времени.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК рар В 2З К 11 г

1 . ) с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ве

° (°

ГОСУДАРС ПЗЕННЫЙ КОМИТЕТ бССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 340786У25-27 (22) 09 ° 03.82 (46) 30. 08 ° 83. Бюл. Р 32 .(72) A.E ° Соловьев и Л.П. Колесников, (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (53) 621.791.763.3(088.8) (56) 1. Рыськова З.А. Трансформаторы для электрической контактной сварки. "Энергия", Ленинградское отделение, 1975, с. 144, 158-160.

2. Атамалян Э.I . и др. Методы и средства измерения электрических величин. M., "Высшая школа", 1974, с. 34.

3. Патон Б.Е.; Лебедев В.К.

Электрооборудование для контактной сварки. М., "Машиностроение",- 1969, с. 149-150 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ ОДНОФАЗНОЙ КОНТАКТНОЙ

СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ, преимущественйо с использованием тиристорного управле»

1 .ния, при котором измеряют параметры сварочного контура и по измеренным

„.SU„„10381 A

Ъ параметрам вычисляют угол сдвига между мгновенным напряжением и то- ком во вторичном контуре сварочной машины, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения КПД сварочной машины эа счет повышения точности автоматического измерения угла сдвига непосредственно -в процес-. се сварки и улучшения качества настройки сварочной машины, определяют момент времени, при котором мгно-Ъ венное значение напряжения в сварочном контуре равно нулю, а угол включения тиристоров равен 90© и в этот момент измеряют мгновенное значение тока в сварочном контуре, произвол ную мгновенного тока по време4и, g ,ш значениям которых вычисляют угол сдвига между напряжением и током p сварочном кЧнттуре по формуле

Ю. С:

Ч= с гсЪс - —

1 а,,где щ - круговая частота>

1 — мгновенное значение тока в сварочном,контуре; Ю

31 — - производная мгновенного тока

Ж по времени.

Iaaak

1038144

Изобретение относится к электросварке и может быть использовано для измерения коэффициента мощности однофазной контактной сварочной машины, т.е. угла сдвига Ч между мгновенными значениями напряжения 5 и тока во вторичном контуре машин контактной сварки с фаэовым управ- - лением и для определения коэффициента мощности однофаэной контактной сварочной машины. 10

Известны способы определения угла сдвига фаэ между током и напряжением контактных сварочных машин (.1 ).

Однако указанные способы имеют низкую точность измерения и не поэво- 5 ляют измерять угол свдига непосредственно в процессе контактной сварки.

Известен способ измерения сдвига фаэ <4 косвенным методом с помощью трех приборов — вольтметра, амперметра и ватметра C2 J

Однако данный способ имеет невысокую точность иэ-за методической погрешности, вызванной собственным потреблением энергии приборами.

Наиболее близким к.предлагаемому. является способ измерения коэффициента мощности однофазной контактной сварочной машины, преимущественно с использованием тиристорного управления, при котором измеряют параметры сварочного контура и по его измеренным .параметрам вычисляют угол сдвига Ч между мгновенным напряжением и током во вторичном контуре сварочной машины 3 1. 35

Недостатком известного способа является низкий коэффициент полезного действия сварочной машины, обусловленный невысокой точностью измерения угла сдвига Я в процессе свар-40 ки и низким качеством настройки сварочной машины.

Цель изобретения - увеличение

КПД сварочной машины за счет повышения точности автоматического изме- 45 рения угла сдвига непосредственно . в процессе сварки и улучшение качества настройки сварочной машины.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу измерения коэффициента мощности однофаэной контактной сварочной машины, преиму" шественно с использованием тиристориого управления, при котором измеряют параметры сварочного коитура и по измеренным параметржл вычисляют 55 . угол сдвига между мгновенным напряжением и током во вторичном контуре сварочной машины, определяют момент времени, при котором мгновенное значение напряжения в сварочном кон- Я) туре равно нулю, а угол включения тирмсторов равен 90 и в этот момент измеряют мгновенное значение тока в сварочном контуре производную мгно-, венного тока по времени, по значениям которых вычисляют угол сдвига

Ч между напряжением и током в сварочном контуре по формуле

Ч= Cl1 Ctg l

1 д где Lu — круговая частота, 1 — мгновенное значение тока в сварочном контуре ; с1 производная тока по времени.

На фиг. 1 приведена блок-схема, иллюстрирующая способ измерения угла сдвига между напряжением и током в контуре сварочной глашины ; на фиг. 2 — временные диаграммы для мгновенного напряжения (()), мгновенного значения тока (i), производной тока по времени 3;/d

Способ осуществляются следующим образом.

Во вторичном контуре сварочной машины 1 ставят датчик 2 тока (пояс

Роговского ), а также интегратор 3.

Опыты показали, что при контроле

cos P в процессе сварки основную роль играет момент замера d;(d+. Иомент включения, обеспечивающий наибольшую точность, является время й„, когда О = О. В данный момент йри с = t„, (U = О) измеряем фсЦфиг. 2) с датчика тока (пояс

Роговского). Замеренное значение

d. d подается на вход интегратора 3 (фиг. 1), который вычисляет :i u далее вычислитель 4, .определяет угол сдвига f задав предварительно угол фазоуправления o(,= — Вычис 2 литель:,4 1ложет быть реализован аппаратными или программными способами на основе микро-3ВМ.

-Выбор моменту замера д;/д подтверждается нижеследующими выводами.

Электрические процессы в сварочной машине при тиристорном управлении описываются уравнениями

И-и "s«.n (w + ), !

= Зяб 9111(ЧЧ4+Ы -Ч )-э111(дЕ-1 1ф- 3)

Ф 1,.Я где (» %1

Ю

3,0„- соответственно амплиту-, ды тока.и напряжения Ф - круговая частота,"

- времяj

Ы - угол включения тиристоров, Ч вЂ” угол сдвига.

Если производить измерение (вычисление )мгновенного значения тока, l в момент времени, когда 5 = О, то w++eL= n3 (n= О,..., I(), тогда 1д si9 э1.„(q) g ) 1038144

1.- т .Р

Рассмотримд,./8t в момент 0 = 0

tW, g tC

8 °

" Ч""(" ), Ч1 ! и возьмем отношения для 0 = 0 (>- О ! 1

В1пЧ- з н(Ы- Ч) C-—

t Ч

Гч (1 )

l 4 w eos V c 9sin(ct- } - + j 9 Ч

С

Как видно из выражения (1 ), по« следнее не зависит от амплитуды

3, и, зная значения т и 3;/Я,в .момент времени U = О, можно вычислить сов Ч" в сварочном контуре.

Поскольку включение тока в первом периоде при управлении происходит, как правило, прн углах М заведомо больших углов сдвига по фазе Ч, что исключает возможность появления полуволнового .эффекта до момента вычисления фактического угла Ч.

Учитывая вышеуказанное, для момен- та. времени 0 = 0 и а(.= Й уравне-;

2 ние (1) приобретает вид фЦ, А

1 I

l ЯЧ= . ф- где. — "40

:А з

Пример. Во вторичном конту ре сварочной машины 1, (Фиг. 1) стоит датчик 2 тока (пояс Ррговского), выдающий сигнал U(i), пропорциональный производной мгновенного тока по времени(ц= д,.(d

d;

:измеряем, . 11 у2 (Фйг. 2) и с выхода интегратора 3 замеряем

0,5. Вычислитель "4: по замерен- . нйм значениям 1„ и d- /36 согласно формуле вычисляет yr5p при чу= 2Т- 50 1 с

t=awtcg = ФУ 30 . а, 5 а, Технико-экономический эффект предагаемого способа по сравнению с рототипом заключается в более пол:ном использовании установленной

О мощности сварочнрй машины за счет определения угла Ч с точностью до 1% непосредственно в процессе сварки и снижения до минимального .значения величины разности углов а( и

10 91

Я1

4, ;откуда

Ч=в.сь (2) Фиг.t ..

Филиал ППП "Патент", г.: Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Эаказ 6106/15 Тираж 1106 Подписное