Адаптивный регулятор сварочного тока


 


Владельцы патента RU 2529871:

Общество с ограниченной ответственностью "Центр энергетических технологий" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сварочному оборудованию, в частности к управлению сварочными инверторами. Технический результат заключается в снижении дисперсии силового тока и снижении обрыва дуги и технологических коротких замыканий. Для этого заявленное устройство содержит датчик тока, реальное дифференцирующее звено, диод, фильтр, звено выборки-хранения, компаратор, схему запуска, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, делитель, коммутирующий ключ, сумматоры и регулятор тока. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, а именно к сварочному оборудованию, в частности к устройствам управления сварочными инверторами.

Сварочные инверторы положительно зарекомендовали себя среди потребителей. Хорошая управляемость, возможность работы в различных режимах, компактность, экономичность выгодно отличают их от классических сварочных устройств. Однако в работе с такими электротехнологическими аппаратами требуются определенные навыки, отсутствие которых не исправляется качеством используемого оборудования. Это связано с тем, что в процессе ручной электродуговой сварки человек является звеном технологического процесса - обеспечивает стабильность горения дуги (поддерживает длину дугового промежутка в допустимых пределах). Таким образом, человек оказывается включенным в контур управления и его параметры влияют на показатели сварки: производительность, качество сварки и т.д. Заявка посвящена синтезу системы управления сварочным инвертором с возможностью адаптивной настройки сварочного инвертора под конкретного человека.

Известно техническое решение (см. патент RU №2311719 C1, опубл. 27.11.2007), в котором в типовую схему управления транзисторным инвертором вводится дополнительно логическая схема в составе двух логических элементов И и двух датчиков напряжения на конденсаторах инвертора, причем выходы упомянутых датчиков напряжения и выходы упомянутой системы управления инвертором подключены соответственно к входам двухвходовых логических элементов И, а выходы упомянутых логических элементов И связаны с соответствующими управляющими входами транзисторов полумостового транзисторного инвертора.

Также известно техническое решение (патент RU №2412031 C1, опубл. 20.02.2011), в котором инвертор содержит два параллельно включенных по входу модуля, каждый из которых выполнен по схеме «косой полумост», параллельно вторичной обмотке трансформатора подключена резонансная RC-цепочка. Выходы первого и второго модулей инвертора подключены соответственно к первой и второй первичным обмоткам трансформатора, включенным встречно по отношению друг к другу, а выход вторичной обмотки трансформатора является выходом устройства.

Патентный поиск показал отсутствие устройств с возможностью адаптивной настройки сварочного инвертора под конкретного человека.

Техническим результатом за счет применения такой настройки является снижение дисперсии силового тока и снижение числа обрывов дуги и технологических коротких замыканий.

Технический результат достигается тем, что адаптивный регулятор сварочного тока содержит реальное дифференцирующее звено, диод, фильтр. Особенностью является то, что выход фильтра соединен с входом звена выборки-хранения, компаратора и схемы запуска, выход звена выборки-хранения соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика, выход схемы запуска подключен последовательно к выходу генератора тактовых импульсов, выходы которого подключены к звену выборки-хранения, реверсивному счетчику и делителю импульсов, выход делителя импульсов подключен к коммутирующему ключу, который коммутирует сигнал между сумматорами, выходы которых подключены к регулятору тока.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на которой изображена функциональная схема сварочного инвертора.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 тока, реальное дифференцирующее звено 2, диод 3, фильтр 4, выход которого соединен с входом звена 5 выборки-хранения, компаратора 6 и схемы 8 запуска. Выход звена 5 выборки-хранения соединен с входом компаратора 6, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика 7, выход схемы 8 запуска подключен последовательно к входу генератора 9 тактовых импульсов, выходы которого подключены к звену 5 выборки-хранения, реверсивному счетчику 7 и делителю 10 импульсов. Выход делителя 10 импульсов подключен к коммутирующему ключу 14, который коммутирует сигнал между сумматорами 11 и 12, выходы которых подключены к регулятору 13 тока.

Устройство работает следующим образом. Силовой ток измеряется с помощью датчика 1 тока и поступает на реальное дифференцирующее звено 2. Полученный сигнал пропускается через диод 3 и через фильтр 4. На выходе фильтра 4 сигнал Uдис характеризует уровень дисперсии Iд силового тока. При отсутствии Iд сигнал Uдис=0 и схема 8 запуска удерживает адаптивный регулятор в состоянии K=K0, T=T0, где K0 и T0 - нулевые значения коэффициента передачи и постоянной времени регулятора, заданные в середине диапазона регулирования, что позволяет изменять их в сторону уменьшения или увеличения. При появлении тока Iд сигнал Uдис>0, срабатывает схема 8 запуска, которая включает в работу генератор 9 тактовых импульсов. Звено 5 выборки-хранения обеспечивает временную задержку сигнала, поэтому на вход компаратора 6 поступают дисперсии текущего (b) и предшествующего такта (а). На выходе компаратора 6 формируются два сигнала, условно (+) и (-) в зависимости от соотношения дисперсий на контролируемых тактах. Это позволяет управлять реверсивным счетчиком 7. Выход реверсивного счетчика 7 коммутируется сигналом делителя 10 импульсов за счет коммутирующего ключа 14. Поэтому первые n тактов реверсивного счетчика 7 управляют изменением (настройкой) коэффициента K, последующие n тактов - настройкой постоянной времени T. Сумматоры 11 и 12 суммируют сигналы K и K0, T и T0 соответственно и подают их на вход регулятора 13 тока в пределах Kmin<K0±n1ΔK<Kmax и Тmin0±n2ΔТ<Тmax. Затем цикл повторяется.

Достигаемый технический результат обусловлен подавлением колебаний силового тока дуговой сварки за счет реализации непрерывной адаптации схемы по текущим значениям дисперсии и, как следствие, снижением количества обрывов сварочной дуги и технологических замыканий, стабилизацией процесса сварки, повышением качества сварного шва.

Адаптивный регулятор сварочного тока, характеризующийся тем, что содержит датчик тока, реальное дифференцирующее звено, диод, фильтр, выход которого соединен с входом звена выборки-хранения, компаратора и схемы запуска, выход звена выборки-хранения соединен с входом компаратора, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика, выход схемы запуска подключен последовательно к выходу генератора тактовых импульсов, выходы которого подключены к звену выборки-хранения, реверсивному счетчику и делителю импульсов, выход делителя импульсов подключен к коммутирующему ключу, предназначенному для коммутации сигнала между сумматорами, выходы которых подключены к регулятору тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трехфазному источнику бесперебойного питания. Технический результат заключается в осуществлении заявленного изобретения без использования ступенчатого изменения в работе двух преобразователей электроэнергии так, чтобы на нагрузку могла подаваться стандартная трехфазная электроэнергия.

Изобретение относится к преобразователям электрической энергии, конкретно к автономным инверторам напряжения и может быть использовано во вторичных источниках питания в общепромышленной технике, а так же в преобразователях собственных нужд для локомотивов на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах БП и обратных преобразователях Технический результат - повышение надежности и эффективности для пользователей и поставщиков.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями постоянного и переменного тока. Технический результат - повышение точности работы в условиях нестационарности частоты сети.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования мощности, передаваемой в нагрузку. Технический результат - повышение энергетической эффективности и надежности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования мощности, передаваемой в нагрузку. Технический результат - повышение энергетической эффективности и надежности.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания радиолокационных станций, устройств радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления множеством силовых преобразователей, в частности электронных частотных преобразователей, посредством беспроводной связи.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах и высоковольтной технике. Техническим результатом является повышение надежности за счет исключения полного отказа установки, использующей вентильный преобразователь.

Изобретение относится к области электротехники, к управлению преобразователем, связанным, по меньшей мере, с одним из источников бесперебойного питания. Техническим результатом является устранение искажений из сигнала управления, улучшение работы преобразователя, снижение гармонических искажений и субгармонических колебаний из сигнала управления.

Изобретение относится к трехфазному источнику бесперебойного питания. Технический результат заключается в осуществлении заявленного изобретения без использования ступенчатого изменения в работе двух преобразователей электроэнергии так, чтобы на нагрузку могла подаваться стандартная трехфазная электроэнергия.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования подведенной электрической мощности в выходные мощности во множестве различных фаз.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к электронике, в частности к средствам выпрямления переменного электрического напряжения. Целью изобретения является увеличение значения постоянного напряжения, генерируемого устройством.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Для получения подмодуля (13) для зарядки или разрядки накопителя (22) энергии с конденсаторным блоком (14) и схемой (15) силовых полупроводниковых приборов, содержащей подключаемые и отключаемые силовые полупроводниковые приборы (16, 17), причём конденсаторный блок (14) и схема (15) силовых полупроводниковых приборов соединены друг с другом таким образом, что в зависимости от управления силовыми полупроводниковыми приборами (16, 17) на выходных зажимах (19, 20) подмодуля (1) формируется напряжение, падающее на конденсаторе, или нулевое напряжение, причем подмодуль (13) обеспечивает индивидуальное согласование процесса зарядки с требованиями соответствующего накопителя энергии и, кроме того, является недорогим, предлагается, чтобы накопитель (22) энергии подсоединялся к подмодулю (13) через стабилизатор (21) постоянного напряжения, причем чтобы стабилизатор (21) постоянного напряжения был соединен с конденсаторным блоком (14) и был оборудован для преобразования напряжения (Uc) конденсатора, падающего на конденсаторном блоке (14), в зарядное напряжение, необходимое для зарядки накопителя (22) энергии, а также для преобразования разрядного напряжения (EL), падающего при разряде на накопителе (22) энергии, в напряжение (Uc) конденсатора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователе напряжения источника питания. Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, предназначенным для преобразования постоянного тока в регулируемый переменный, и может быть использовано в регулируемых электроприводах переменного тока и в качестве регулируемого второго преобразователя в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах бесперебойного электроснабжения для преобразования напряжений постоянного тока в трехфазную симметричную систему напряжений переменного тока.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания электротехнических установок, например, индукционного нагрева.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и является DC/DC-преобразователем с трансформаторной связью между источником питания и нагрузкой. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности заявленного устройства. Для этого заявленное устройство содержит импульсный трансформатор для передачи энергии в цепь нагрузки, коммутатор тока первичной обмотки трансформатора, выпрямитель тока вторичной обмотки трансформатора и конденсатор выходного фильтра, включенный параллельно нагрузке постоянного тока, кроме того, каждый вентильный элемент выпрямителя включен между соединенным с ним выводом вторичной обмотки и одним из выводов конденсатора выходного фильтра, введена для каждого вентильного элемента дополнительно цепь в виде трехполюсника, его первый вывод подключен к точке соединения вывода вторичной обмотки и вентильного элемента, а второй и третий выводы трехполюсника подключены к выводам конденсатора выходного фильтра, в трехполюснике между вторым и третьим его выводами включена диодная цепь в виде первого и второго диодов, а между первым выводом трехполюсника и средней точкой диодной цепи включен конденсатор, также в трехполюсник дополнительно введена демпфирующая RC-цепь в виде резистора и конденсатора, соединенных последовательно, которая шунтирует первый или второй диоды, содержащиеся в трехполюснике. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх