Способ управления током в сварочной машине

Сфез Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2706,77 (21) 2501409/25-27 В 23 К 11/24 с присоединением заявки йо(23) Приормтет Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н отнрытнй(54) СПОСбБ УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ В СВАРОЧНОЙ МАШИНЕ1Изобретение относится к сварочно-"му производству, а именно к способам управления током при сварке, пре-имущественно при контактной сваркедеталей малой толщины. 5Известен способ фазового управле ния сварочным током на промышленнойчастоте, осуществляемый с помощьюразличных устройств типа регуляторовпеременного тока и выпрямителей (1).Недостатком этого способа является низкая частота тока управления,что не позволяет достичь достаточнойэффективности регулирования в условиях малой длительности импульсовсварочного тока, необходимой для сварки деталей малой толщины,Так, например, при контактной сварке деталей, толщиной менее 0,8 мм,оптимальная длительность импульсов лежит в пределах 0,5+50 мс, что соответствует 1+5 точкам регулирования сварочным током..25Известен способ управления с помощью переменного тока высокой частоты путем его регулирования в каждой полу- волне. Этот способ реализован, например, в устройстве для контактной свар-. ки (23.Применение этого способа позволяетзначительно увеличить частоту точек управления иобеспечить автоматическое" регулирование сварочным током.Основным его недостатком является снижение КПД и увеличение потребляемой реактивной мощности в контактных сварочных машинах по мере увеличения частоты тока, что ограничивает его применение при сварке деталей малой толщиныеИзвестен способ управления током в сварочной машине, прн котором изме:-" няют длительность и частоту включения коммутатара постоянного тока (31Этот способ состоит в том, что постоянное напряжение источника (например, выпрямителя) с помощью одного управляемого коммутатора периодически подключается к активно-индуктивной нагрузке, например в виде контактной сварочной машины, шунтированной обратным вентилем. Ток нагрузки, а вместе с ним й сварочный ток, при этом, регулируется за счет изменения длительности и частоты включения коммутатора,Такой способ регулирования может быть применен для управления током вплоть до самой малой длительности3 671956 4импУльЬа сварочноГо тока лоскольку-"-при минимальной длительности каждополучающаяся при этом его высоко- го включения, Это позволяет в широчастотная переменная составляющая ких пределах изменять скважностьимеет, как правило, относительнонапряжения на нагрузке Сн (см.фиг.небольшую амплитуду и практически не 2 в,г), а вместе с ней и среднее" влияет на энергетические" характерис-значение тока 1 н, сохраняя высокойтики машины, 5 частоту регулирования во всем диаОсновной недостаток этого способа пазоне изменения тока. Вентиль Всвязан с недостатком известных схем служит для шунтирования нагрузкитиристорных коммутаторов, применяе- Вн Ьн в момент выключения коммутамах для его реализации, изаключает- торов.ся в наличии значительной величины Ю Управление коммутаторами в эавипредельной, нерегулируемой длитель- симости от их электрической схемыности"включенного состоянию "коййута- и характеристик может осуществлятьтораограниченной временем выключе- сядвумя способами. Первый способния тиристоров, Это приводит к тому, (фиг.2 г) состоит в том, что каждыйчтб при предельной, частоте регулирова 5 из коммутаторов обладает полностьюния управление током нагрузки произ- автономным управлением и включаетсяводится, в основной, за счет"йэменения с" регулируемой задержкой один по от"частотыуправляющих"импульсййх воздей=: ношению к другому (р или р соотствий, которая при постоянйой длитель ветственно). При этом, как следует " ности вклвчейия коммутатбра",очевиднощ издиаграмм, длительность интервалауменьшается пропорцйонаЛьно уменьшению между включениями управляющих возтока нагрузки. действий или длительность цикла реЦелью изобретения является увеличе-,- гулирования в зависимости от велиние диайаэбна автоматического регули-чины тока изменяется от половинырования нагрева свариваемых деталей 2 цикла работы одного коммутатора дона высокой частоте и повышение качест- минимальйой длительности его вклюва сварных соединений,чения. Отсюда следует, что максимальФто доСтигается тем,что"исполь-йая"частота управления тока нагруззуют второй коммутатор, который соеди- ки несколько превосходит максималь"няют последовательно с первым и вклю-ио-допустимую частоту включений кажчают поочередно с ним, при этом упЗОдого из коммутаторов в отдельности.равление током производят за счет из- При втором способе управленияменения длительности и частоты общей коммутаторами (фиг. 2 д-з) один иэ " йроводимости обоих коммутаторов". " йих полностью автономен и может3На фиг,1 представлена функциональ. работать в режиме включено-вйная схема устройства для реализации З 5 ключено с постоянной частотой,предложенного способа; на фиг.2 - а второй - включается с регулируемойдиаграммы, характеризующие режим ра- задержкой 1 р по отношению к первомуботы устройства при управленийим-." " и выключается за счет увеличеннойпульсом тока нагрузки, пропорциональ- -паузы между включениями пер огоного сварочному току машины;40 коммутатора.на фиг,З - пример схемы широтно-им- . Очевидно, что описанный режим рапульсвого регулятора с тиристорными боты второго коммутатора аналогиченкоммутаторами, снабженнймй цепью ля известному режиму работы тиристораавтономного выключения;,на фиг.4 - в схемах питания от сети переменногосхема широтно-импульсного регулятора, 45 тока при фазовом регулировании.в которой один иэ коммутаторов заме- ОднаКо в этом случае коммутирующуюнен тйристором.т"роль" напряжения сети выполняет автоУстройство содержит источник Е по- номный- ксймутатор постоянного тока.стоянного напряжения через тиристор- Как"сжФУет из диаграмм, частота реные коммутаторы К 1, К 2, подключен гулирбвания тока нагрузки при этомные к активно-индуктивной нагрузке пособе "и авления оказывается нечем в первом случае,Вн ьн, эквивалентной сварочной ма- сколько ниже, ч в р ушине параллельно которой подключа- - а"также"-"- нйже максимальной частотышине, параллельвключения первого коммутатора вспед. Коммутаторы (ключи) К 1 и К 2 при- ствие некоторого увеличения паузыя ал ыми т е их прово- между его включениями для созданиянимаются идеальными, т.е. их проводимость равна бесконечности во вклюб чности во вклю условий для выключения второго коммученном состоянии и нулю - в выключенном. Однако, для удобства изобра- .В схеме (фиг.З) каждый из коммутатояние коммутаторовяние коммутаторов обозначено в виде тоРов, построенных на базетиристоровО включенное Ч 0 Т 1 и Т 2, снабжен соответствующей ЬСхема устройства работаеТ" следую. с цепью дпя его автономного выключения, и-поэтому такой регулятор можетКоммутаторы К 1 и К 2 включаются бЫть исПбльэован для управления пос задержкой друг относительно другу 65 первому способу.1956 Формула изобретения 0 нж фив. г фив. с м сг Составитель Г.ЧайковскийРедактор И.Марховская Техред Н. Бабурка КорректорМ, Вигула 4/12 ЦНИИПИ Го по дег)ам 113035, Моск.4/3 Патент, г.ужгород, ул.Проектная лиал ПП 5 67В, схеме (фиг.4) один иэ коммутаторов заменен тиристором (Т 1), что очевидно позволяет значительно упростить электрическую схему "устрой. ства. Однако при этом возможно управление током только по второму способу,что,как было показано, ведет к некоторому снижению частоты регулирования,Таким образом, при применении предложенного фазового способа управления с помощью двух последовательно соединенных коммутаторов постоянного типа может быть достигнута частота регулирования, близкая к максимально допустимой частоте работы каждого коммутатора, во всем диапазоне изменения тока нагрузки (сварочного тока)Способ управления током в сварочной машине,при котором изменяют длительность и частоту включения коммута-тора постоянного тока сварочной цепи,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения диапазона автоматического регулирования нагрева свариваемых деталей на высокой частоте 5 и повышения качества сварных соединений, используют второй коммутатор,который соединяют последовательно с "первым и включают поочередно с ним,при этом управление током производят 10 за счет изменения длительности и частоты общей проводимости обоих комму таторов. Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1, Патон Б.Е Лебедев В.К, Электрооборудование для контактной сварки.М., Машиностроение, 1969,а.38-50,2, Авторское свидетельство СССРР 356073, кл . В 23 К 11/24, 1971.3. Авторское свидетельство СССР9 221878, В 23 К 9/00, 1968.