Универсальный источник питания для дуговой сварки

 

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 задатчиком, 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 164154

В ?3 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4444558/27 (22?) 25.04.88 (46) 15.04.91. Вюл. М - 14 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н,Г.Синельников и С.Н.Коблов (53) 621.791.754(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 1423313, кл. В 23 К 9/00, 1987. (54) УНИВЕРСАЛЬНЬП1 ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ 57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в качестве универсального источника питания для дуговой сварки неИзобретение 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 ) 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 11, плавящимся или плавящимся электродом. Источник содержит управляемый преобразователь энергии, датчики то ка и напряжения. датчики тока и напряжения через коммутатор подключены к сумматору-усилителю и сумматору. Второй вход сумматора связан с задатчиком, 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. I ил. усилитель 1?, преобразователь 13 сва-. ф рочного напряжения, преобразователь рффи

14 с нарочного тока, усилитель 1" циф- вм роаналоговый преобраэователь 16. ф ( у строиство работает следующим бб- ф разом.

Управляемый преобразователь 1 энерг.ии, энергию отбираемую от сети, преобразует в сварочное напряжение и ток, питающий электрическую дугу, Ве» личины тока и напряжения зависят от сигнала управления, подаваемого с бло» 3 ка 5 фо ми рмирования управляющего сигна. ла управления, подаваемого с блока 5 формирования управляющего сигнала на управляющий вход преобразователя 1 энергии. Fla вход блока 5 вормирования управляющего сигнала с выхода усилителя 6 рассогласования

1 являющегося также выходом сумматора-усилителя 9, подается сигнал рассогласования, величина которого определяется путем алгебраического сум5 мирования с последующим усилением сигнала одного из датчиков (датчика

2 тока или датчика 3 напряжения - в зависимости от положения коммутатора 7, сигнала задатчика 4 и сигнала, 1ð подаваемого с выхода узла 8 с регулируемым по абсолютной величине и зна- ку передаточным коэффициентом.

Сигнал с выхода узла 8 представляет собой алгебраическую сумму сигнала 15 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. 2р

Указанный коэффициент передачи мож но регулировать в пределах от некоторого положительного значения до равногп ему по абсолютной величине отрицательного значения, Выходной сигнал задатчика 4 противоположен IIO полярности выходным сигналам датчиков тока ? и напряжения 3. Коэффициенты суммирования по входам сумматора«усилителя 9, подключенного к выходу ком-, 3p 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 укаэанном на чертеже положении коммутатора 7, справедливо выражение й) И U>+nK(U > -U3) 0ð

45 где m -- коэффициент суммирования сумматора-усилителя 9 по входам, подключенным к выходу коммутатора 7 и эадатчика 4; и - коэффициент суммирования по

50 входу, подключенному к выхо- ду узла 8; — сигнал обратной связи по наОСИ пряжению (выходной. сигнал дат- чика 3 напряжения); сигнал обратной связи по то55 () Ст ку (выходной сигнал датчика 2 тока);

U - - ..выходной сигнал задатчика 4;

1641543

К коэАфициент передачи узла 8.

Учитывая что m /Kiìà„c,,гд

К,„ - заданная максимальная абсо лютная величина коэффициента К, после преобразования можно записать

/К! икс +К К

"ееи - g„,„—,- Тр — "ocr ° ()

При переключении коммутатора 7 в другое положение, отличающееся от положения, изображенного на чертеже ц /К/м0яд К ц /К щ ще О (2)

О / К/ ма((с 3 К Оет

Произведя почленное умножение выражений (1) и (2) на передаточный коэффициент g, связывающий величину приращения выходного напряжения источника питания и величину прираще, ния сигнала обратной связи по найряжению "чИосИ р а также на передаточный коэффициент /э связывающий величину приращения сварочного тока и величину приращения сигнала обратной связи по току I=f3 U, получаем выражения для выходной статической вольтамперной характеристики ис-: "точника питания соответственно: "")-")

/К/макс .. а (а рр..д:. .Lö,.) „, К

Грамичесиим реиеиием (3) и (4) относительно U и Х является прямая линия в координатах U и I, Нетрудна показать, что при неизменных параметр. рах OI, U g и варьировании коэффициента К в пределах от 1К/„ „, до — К/„, ®, а после переключеййя комму мкс. (макс до 1 /макс пря мая поворачивается вокруг точки с координатами I=(U и UQU, причем полученная в реальном источнике питания выходная статическая характеристика ограничена сверху так называемой 1 естественной" характеристикой, т.е. выходной характеристкой данного источника без обратных свя зей, 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 g можно осуществлять параллельный перенос характеристики, а изменяя передаточные коэффи .циенты ф и /3 (в примере реализации .блоков 2 и 3, показанном на черте1

5 164154 же, путем изменения управляющего кода на.управляющих входах регулятора 16, выполненных на цифроаналоговых преобразователях), задавать перед сваркой и.изменять в процессе

5 сварки координаты центра вращенияхарактеристики ° Управление регуляторами 16 показано штриховыми стрелками б l0

В некоторых случаях, когда требуется иметь центры вращения характеристик в точках, лежащих на осях I H U (например, с координатами U=J; IQU3 или 1=0, VQU3) целесообразно отключить вход сумматора 19 от выхода эадатчика 4, Выходные статические характеристики такого источника выражаются формулами:

1г

U= — - — - (pv т) ! 9kl4K0 в зависимости от положения коммута- 25 тора 7.

Управление характеристиками предлагаемого источника питания можно осуществлять как вручную, так и по командам от управляющего устройства 30

< например, от ЭВМ или от микропроцессора), изменяющего коды на управляющих входах (на чертеже показаны штрйховыми стрелками) блоков 2,3,8,7,. через соответствующие интерфейсные 35 устройства (не показаны.).

При включении универсального источ ника питания перед возбуждением дуги путем регулировки блоков 2,3,7 и

8 (кодом на управляющих входах) уста- gp навливают выходную характеристику, 3

6 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.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Универсальный источник питания для дуговой сварки, содержащий управляемый преобразователь энергии, датчики тока и напряжения, задатчик, блок формирования управляющего сигнала и усилитель рассогласования, состоящий иэ коммутатора с двумя вхо- . дами и двумя выходами, узла с регулируемым передаточным коэффициентом, выход которого подключен к одному входу сумматора-усилителя, соединенного двумя другими входами соответственно с выходом задатчика и первым выходом коммутатора, входы которого подключены соответственно к выходам дат- чиков тока и напряжения, выход сум матора-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 двухвходовой сумматор, один вход которого подключен к второму выходу коммутатора другой — к выходу задатчика, а выход соединен с входом узла с регулируемым передаточным коэффициен-.. том, 1641543

Составитель В. Королев

Техред C.Мигунова Корректор М. Демчик

Редактор С. Лисина

Подписное

Заказ II10

Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

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