Источник питания с силовым полупроводниковым преобразователем

 

Изобретение относится к сварочной технике, конкретнее - к источникам питания для дуговой сварки. Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства. Устройство содержит полупроводниковый преобразователь, датчики тока и напряжения сварки, согласующее устройство и устройства измерения тока и напряжения сварки. Схема управления состоит из коммутатора, трех компараторов, устройства преобразования величины временного интервала в электрический сигнал, устройства функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов, исполнительного блока, блока синхронизации, двух счетчиков импульсов, двух устройств установки временного режима и устройство установки уровней. Измеренные значения тока и напряжения обрабатываются схемой управления и подается сигнал на управляющий вход полупроводникового преобразователя. На вход устройства функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов подается сигнал, корректирующий вид функциональной зависимости, которым задается форма внешней характеристики источника питания. Обеспечивается возможность динамического регулирования силового воздействия на сварочную ванну. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 9/00,9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fiO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 144107 (21) 4488185/29-27 (22) 28.09.88 (46) 07.09,90, Бюл. № 33 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам (72) А.А. Текутьев, В.Ю. Логинов, Н.А. Юхин, M.Ã. Селищ и А.А. Маринин (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 144107, кл, В 23 К 9/00. 9/10, 1987. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С СИЛОВЫМ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к сварочной технике, конкретнее к источникам питания для дуговой сварки. Цель изобретения — расширение технологических воэможностей устройства. Устройство содержит полупроводниковый преобразователь, датчики тока и напряжения сварки, согласующее устройство и устройства измерения тока и напряжения сварки. Схема управления состоит из коммутатора. трех компараИзобретение относится к сварочной технике, конкретнее к источникам питания для электродуговой сварки, и является усовершенствованием изобретения по авт. св, ¹ 144107.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей устройства.

На чертеже представлена функциональная блок-схема источника питания с полупроводниковым преобразователем.

Устройство содержит полупроводниковый преобразователь (ПП) 1, входом под„„59„„1590254 А2 торов, устройства преобразования величины временного интервала в электри еский сигнал, устройства функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов, исполнительного блока, бгока синхронизации, двух счетчиков импульсов, двух устройств установки временного режима и устройства установки уровней. Измеренные значения тока и напряжения обрабатываются схемой управления и подается сигнал на управляющий вход полупроводникового преобразователя. На вход устройства функционального преобразова- ния информации и сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов подается сигнал, корректирующий вид функциональной зависимости, KOTOpb(M задается форма внешней характеристики источника питания. Обеспечивается возможность динами еского регулирования силового воздействия на сварочную ванну.

1 ил, ключенный к источнику энергии, а выходом— к межэлектродному промежутку, датчик 2 тока сварки, включенный последовательно в сварочную цепь, датчик 3 напряжения сварки, включенный параллельно межэлектродному промежутку, согласующее устройство 4, устройства измерения тока 5 и напряжения б сварки, коммутатор 7, компаратор 8, устройство 9 преобразования величины временного интервала в электрический сигнал, устройство 10 хранения и передачи информации, устройство 11 функционального преобразования инфор1590254! мации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине. временного интервала проводимости ключевых элементов, исполнительный блок 12, блок 13 синхронизации,, счетчики 14 и 15 импульсов, устройства 16 и, 17 установки временного режима, компара-. торы 18 и 19 и устройство 20 установки уровней.

Согласующее устройство 4 первым входом подключено к выходу датчика 2, а выход

его соединен с входом устройства 5 измерения тока, Устройство 6 измерения напряже, ния входом подключено к выходу датчика 3, а выходом — к входу коммутатора 7. Выход коммутатора 7 подключен к второму входу согласующего устройства 4. Устройство 5 измерения тока соединено выходом с вхо(дом компаратора 8, а выход последнего подключен к входу устройства 9. Выход последнего соединен с входом устройства

10, выход которого соединен с входом устройства 11, Исполнительный блок 12 входом соединен с выходом устройства 11. а выход его соединен с управляющим входом

ПП 1. Вход блока 13 подключен к входу ПП

1, а выходы блока 13 подключены к синхронизирующим входам устройств 5 и 6 коммутатора 7, устройств 9, 10 и 12 и к счетным входам счетчиков 14 и 15, Выходы счетчика

14 и устройства 16 соединены с соответствующими входами компаратора 18, выходы счетчика 15 и устройства 17 — с соответствующими входами компаратора 19, Выход компаратора 18 подключен к управляющим входам счетчиков 14 и 15 и устройства 20, Выход.компаратора 19 соединен с управляющими входами счетчиков 14 и 15. Выход устройства 20 соединен с входом устройства 11. Счетчики 14 и 15 импульсов строятся по известным рекомендациям на базе стандартных интегральных счетчиков импульсов и предназначены для осуществления управляемого счета тактовых импульсов, Устройства 16 и 17 установки временного режима служат для установки длительностей импульса и. паузы горения дуги в относительных единицах и могут быть реализованы, например, на базе наборного поля или стандартных программных переключателей.

Компараторы 18 и 19 служат для определения момента совпадения результата счета с заданным значением длительности и подачи соответствующей команды. Компа. раторы — стандартные.

Устройство 20 установки уровней служит для установки верхнего и нижнего уровней пульсаций тока или напряжения сварки путем корректировки функциональной зависимости преобразования информации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов, Оно может быть реализовано, например, на оазе набора потенциометров с электронными коммутаторами, Источник питания работает следующим образом.

Начало очередного такта работы источника питания и конец предыдущего такта определяется приходом импульса "Сброс" с блока 13 синхронизации на синхронизирующие входы устройств 5 и 6 измерения, устройства 9 преобразования, устройства 10, 5

10 ды счетчиков 14 и 15 импульсов. Устройствами 5 и 6 измерения начинается измерение сварочного тоха и напряжения, продолжающееся до прихода с блока 13 синхронизации импульсной команды "Деление". По этой ко20 манде информация из устройства измерения через коммутатор 7 и согласующее устройство 4 передается на вход устройства

5 измерения, где осуществляется операция

25 обратного интегрирования, эквивалентная операции "Деление" информации о токе на информацию о напряжении, Окончание операции фиксируется компаратором 8. Команда "Деление" является также командой для

30 начала преобразования временного интервала B электрический сигнал в устройстве 9 преобразования. Командой для окончания преобразования служит сигнал с выхода компаратора 8, т.е. величина преобразуемо35

40 го в электрический сигнал временного интервала проводимости пропорциональна величине проводимости нагрузки. Уровень электрического сигнала пропорционален величине проводимости нагрузки до конца следующего такта работы источника питания, В течение очередного такта. одновременно с измерением информации о выходных параметрах и описанными выше

45 преобразованиями, сигнал с выхода устройства 10 через устройство 11, где v:íôîðìàöèÿ о величине сопротивления (проводимости) нагрузки преобразуется в информацию о величине временного интервала проводимости

50 ключевых элементов силового преобразователя по функциональной зависимости, видом которой задается форма внешней характеристики источника питания, передается в исполнительный блок 12. Исполнительным блоком

12 выбирается момент подачи управляющего сигнала на управляющий вход полупроводникового преобразователя 1. В следующий такт работы процесс повторяется.

Импульсы "Сброс", являющиеся тактовыми импульсами устройства, поступают с

15 исполнительного блока 12 и на счетные вхо1590254 выхода блока 13 синхронизации на счетные входы счетчиков 14 и 15.

Однако для устранения возможности возникновения неоднозначных состояний один из счетчиков, например счетчик 14, пользуется приоритетом, т.е. в исходном состоянии счет ему разрешен, а второму, в данном случае счетчику 15, счет запрещен.

Это достигается внутренней организацией и на блок-схеме специально не выделено, Итак, счетчик 14 начинает счет тактовых импульсов, а информация на его выходе постоянно сравнивается компаратором 18 с информацией, заданной устройством 16. По прошествии заданного числа тактов, компаратор 18 срабатывает и одновременно подачей своего выходного сигнала на управляющие входы счетчиков 14 и 15 и устройства 20 запрещает счет счетчику 14, осуществляет сброс информации счетчика

15 и разрешает ему счет, а также подает команду устройству 20 на изменение одного заданного уровня на другой. Теперь счет тактовых импульсов осуществляет счетчик

15, а счетчик 14 сохраняет свою выходную информацию. Компаратор 19 постоянно сравнивает информацию на выходе счетчика 15 с информацией, заданной устройством 17 и при равенстве их подает команду на управляющие входы счетчиков 14 и 15, запрещает счет счетчику 15, осуществляет сброс информации счетчика 14 и разрешает ему счет импульсов. Для устройства 20 изменения состояния компаратора 18 является командой на изменение уровня пульсации на предыдущий.

Таким образом, на вход устройства 11 функционального преобразования инфор. мации о сопротивлении нагрузки в информацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов подается сигнал, корректирующий вид функциональной зависимости, которым задается форма внешней характеристики источника питайия, 5 Предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает возможность динамического регулирования силового воздействия на сварочную ванну.

Это позволяет расширить технологические

10 возможности источника, а именно изменять структуру металла шва и геометрические параметры сварного шва.

Формула изобретения

Источник питания с силовым полупро15 водниковым преобразователем по авт. св, N 144107, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, он снабжен двумя устройствами установки временного режима, двумя счет20 чиками импульсов, двумя компараторами, устройством установки уровней, причем счетные входы счетчиков импульсов соединены с выходами блока синхронизации, выходы первого устройства установки

25 временного режима и первого счетчика импульсов соединены с входами первого компаратора, выходы второго устройства установки временного режима и второго счетчика импульсов соединены с входами

30 второго компаратора, выход первого компаратора соединен с управляющими входами первого и второго счетчиков и входом устГ ройства установки уровней, выход второго компаратора соединен с управляющими

35 входами первого и второго счетчиков импульсов. выход устройства установки уровней подключен к входу устройства функционального преобразования информации о сопротивлении нагрузки в инфор40 мацию о величине временного интервала проводимости ключевых элементов.

1590254

Составитель В.Пучинский

Редактор Н.Лазаренко Техред M,Mîðãåíòàë Корректор В,Гирняк

Заказ 2601 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

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