Способ управления тиристорами источника сварочного тока
Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам управления тиристорами источника сварочного тока. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения и увеличение быстродействия и точности стабилизации напряжения источника. Формируют напряжение пилообразной формы. Сравнивают его с заданным напряжением и формируют импульс, управляющий тиристорами источника. Дополнительно формируют вспомогательное постоянное напряжение, а момент формирования напряжения пилообразной формы синхронизируют с моментом равенства вспомогательного постоянного напряжения управления (U<SB POS="POST">у</SB> @ ) и сетевого напряжения на ниспадающей части его полуволны, причем U<SB POS="POST">у</SB> @ выбирают из соотношения U<SB POS="POST">у</SB> @ / U<SB POS="POST">MO</SB> = √A/(1+A),где U<SB POS="POST">MO</SB> - амплитуда напряжения сети A = [2(φ - Α + 0,5 SIN 2Α)/(1-COS2Α)]<SP POS="POST">2</SP>,Α- угол регулирования. Способ позволяет повысить качество сварки за счет увеличения быстродействия работы схемы стабилизации выходного напряжения источника питания и снижения погрешности стабилизации. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ы (21) 4713997/27 (22) 01.06.89 (46) 15.07.91. Бюл. N 26 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В.В.Андреев и Г.H.Ìîñêîaè÷ (53) 621.791.75 (088.8) (56) Руденко В.С. и др, Основы преобразовательной техники. — M.: Высшая школа. с. 412— 413. Оборудование для дуговой сварки./Под ред. Смирнова В.В, — М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 422 — 426. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ИСТОЧНИКА СВАРОЧНОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности. к способам управления тиристорами источника сварочного тока. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения и увеличение быстродействия и точности стабилизации напряжения источника. Формируют напряжение пилоИзобретение относится к электротехнике. в частности к элвктрооборудованию для электрической сварки. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения и увеличение быстродействия и точности стабилизации напряжения источника, На фиг. 1 представлены временные ди.аграммы напряжений, вырабатываемых блоком управления согласно способу; на фиг. 2 — зависимость вспомогательного постоянного напряжения (Uyp) и осевого напряжения в зависимости от угла а регулирования тиристоров; на фиг, 3 — блоксхема блока для реализации способа. Начало формирования пилообразного напряжения Uno синхронизированно с мо. БЫ ÄÄ 1662784А1 образной формы. Сравнивают его с заданным напряжением и формируют импульс, управляющий тиристорами источника. Дополнительно формируют вспомогательное постоянное напряжение, а момент формирования напряжения пилообразной формы синхронизируют с моментом равенства вспомогательного постоянного напряжения управления Uyp и сетевого напряжения на ниспадающей части его полуволны, причем Uyp выби ают из соотношения u /0 o = А/(1 + А),где 0 — амплитуда напряжения сети, А =(2 (л — а+ 0,5 sin 2а)/(1 — cos 2а)), а — угол регулирования. Способ позволяет пОвысить качество сварки за счет увеличения быстродействия работы схемы стабилизации выходного напряжения источника питания и снижения погрешности стабилизации. 3 ил. ° пваЬ ментом равенства сетевого напряжения Uo 0 (индекс О соответствует номинальному зна- 0 чению напряжения сети) и вспомогательно- Я ro напряжения управления Uyp (фиг. 1.а) р =л — arcsin 0 () 0гпо ф, В моменты времени, когда Uno = U (фиг. 1,б), формируются импульсы ОУ (фиг. 1,в) управления тиристорами, фаза которых, исчисляемая от начала полуволны сетевого напряжения, равна ао Стабилизацию напряжения при данном способе управления осуществляют следующим образом. Изменение сетевого напряжения приводит к изменению угла Р. Если напряжение понижено (01 < 00), то угол уменьшается (P> 1662784 пряжение смещается влево на угол AP> = Ро — j3>. На такую же величину уменьшается фаза Зажигания тиристоров а1 = ao — A/1, что компенсирует уменьшение напряжения сети, При возрастании сетевого напряжения Р также возрастает, напряжение U< смещается вправо на величину Щ =Pz — Po, а фаза импульсов управления тиристорами возрастает аг =ao — Щ, что вызывает уменьшение выходного напряжения, Временная диаграмма выходного напряжения О цх при активной нагрузке трансформатора со встречно-параллельно включенными тиристорами приведена на фиг. 1, г. Точность стабилизации зависит от того, насколько правильно определена величина Uyp по отношению к амплитудному значению Umo в зависимости от а. Расчеты показывают, что уровень вспомогательного напряжения для каждого значения угла регулирования а определяют иэ соотношения U Umo "+A ,д A (2 к — a+05 sin 2а)г (3) 1 — соз 2а Эту зависимость получают следующим образом. Квадрат действующего значения напряжения при угле регулирования а определяют по формуле ф= Ог/2л(л — а+ — 2 slп 2 а), (4) 1 что.является следствием интегрирования г 1 U2= j(U sln0)2dО а Если выражения для U представить г как функцию двух переменных Ч2 f(Ч () то условие стопроцентной стабилизации действующего напряжения при бесконечно малых возмущениях можно записать в виде с0=0, .,(5) где df =f vm dUm+ f d . Полный дифференциал функции U = f(Vm) а Тчг О f частные пРоизводные ее. Условие (5) принимает вид da Г„ (6) dUm Г Так как = — — (7) dUm d Um то путем решения (6) с учетом (1). (4) и (7) получают указанную зависимость (2) и формулу (3) для определения параметра А. Закон изменения полученного соотношения (2) как функции от а представлен на фиг, 2, Таким образом, величина Оу„, и угол Д определяются однозначно. Погрешность стабилизации выходного напряжения при колебаниях сетевого на5 пряжения Uc рассчитывают по формуле Л О() — b" x" o 100, где знак(+) Овых.о или (-) соответствует возрастанию или снижению напряжения сети. Погрешность в обеих случаях (О, = 0,95, Uc = 1,05) положительная (фиг. 2). При данном способе управления погрешностью можно управлять, изменяя уровень Оур и добиваясь при этом высокой точности стабилизации. Блок управления для реализации данного способа содержит входное устройство 1 (BY), узел 2 сравнения (УС1), узел 3 задер- жки (УЗ), генератор 4 пилообразного напряжения (ГПН), узел 5 сравнения (УС2) и формирователь 6 импульсов (ФИ), Сигнал, пропорциональный сетевому напряжению О, поступает на УС1 2, на второй вход которого через УЗ 3 подают напряжение О в . УЗ 3 служит для того, чтобы сравнение сетевого U и вспомогательного напряжений происходило на ниспадающей Л части полуволны (l)t ) g сетевого напря30 жения. B момент равенства О и U> с выхода УС1 2 сигнал поступает на запуск ГПН 4 и генерируемое им напряжение U> поступает нэ вход УС2 5. На другом входе УС2 5 постоянно присутствует напряжение эада35 ния Оух . величина которого изменяется в пределах стандартного сигнала от 0 до 10 В, С выхода УС2 5 сигнал, соответствующий . требуемому для обеспечения стабилизации фазовому углу отпирания тиристоров, поступает на вход ФИ 6 и с его выхода импульс UóT — на управляющие электроды тиристоров. Введение вспомогательного напряжения управления позволяет получить новые свойства источника питания, а именно стабилизацию режима сварки с высокой точностью и быстродействием. Испытания макета схемы управления по способу совместно с силовой частью источника питания показывают, что повышение точности и быстродействия системы стабилизации напряжения улучшает качество шва, Формула изобретения Способ управления тиристорами источника сварочного тока, при котором формируют напряжение пилообразной формы, сравнивают его с заданным напряжением и формируют импульс, управляющий тиристо1662784 рами источника, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и увеличения быстродействия и точности стабилизации напряжения источника, дополнительно формируют вспомогательное постоянное напряжение, а. момент начала формирования напряжения пилообразной формы синхронизируют с моментом равенства вспомогательного постоянного напряжения Vyy и сетевого напряжения на ниспадающей части его полуволны, причем А Uyð= Umo - - — -- 5 где л — а+05 яп 2а 2 1 — сов 2а Q — угол регулирования; Umo — амплитуда номинального напря10 жения сети, 1662784 а,s 150 Ф РАЗ Составитель Г. Чайковский Редактор М, Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор В. Гирняк Заказ 2225 Тираж 527 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101
