Способ управления процессом заряда конденсаторной батареи сварочной машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКК АВТ ки им. Е.О.Патон иш, И.В.Ромэню во ССС 6, 1987 гол пол т по-п 1+ 1=%+ енсато цесс 3 дота ален ющего с я напояж атаров; н включен яжения н реализую ржит б хема оло особ,ения а Фигна фгн рабочеи 3 - граФик исторов от енсаторах я т ак, лйЗОп - 1 и Редлагаеинх Рониза ОСУДА Р СТВ Е ННЫ й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЗАРЯДА КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано а конденсаторных машинах релаксацион ного Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в конденсаторных машинах релаксационногр типа для микросварки при управлении процессбм заряда конденсаторной батареи.Целью изобретения является повышение качества сварки за счет повышения точности заряда конденсаторной батареи.Заряд конденсаторной батареи осуществляют при минимальном угле включения тиристора, измеряют угол включения тиристора ап и напряжение на конденсаторной батарее О в каждом полупериоде питающей сети, рассчитывают величину приращения напряжения ЛУП, прогнозируот напряжение заряда конденсаторной батареи в последующем полупериоде по Форму 5 О 16962(51)5 В 23 К 11 Л 6 типа для микросварки при управлении процессом заряда конденсаторной батареи. Цель изобретения - повышение качества сварки за счет повышения точности заряда конденсаторной батареи, Заряд конденсаторной батареи осуществляют при мичимэльном угле включения зарядного тиристора в каждом полупериоде питающей сети до тех пор, пока прогнозируемое на следующий полупериод напряжение заряда батареи не превысит заданное. После этого рассчитывают угол включения тиристора на последний полупериод по измеренным значениям угла включения тиристора и поиращению напряжения на батареи в предыдущем полупериоде, 3 ил 1 табл,и сравнивают его с з:;даннои величина пряжения на конденсатоГ.ной батарее случае превышения прогнозированнь пряжением заданной величинои Ос включения тиристора в последующем упериоде пиающей сети рэссчитыва Формуле и прекоащают проной батаоеиНа Фиг,1 преройства, реализуграФик измененибатарее кснденсизменения углаприращения напрУстройство,мый способ, содеции с сетью, датчик . 1 эпряжения на рабачей батарее конденсаторов, аналсгго-цифроВай ПреабрЭЭОВЭТ 8 ЛЬ гЗгЦГ) 3, бЛОК 4 Ввада, блок 5 измерения угла вкл)ачвн 1)я тиристора, МИКраЗВМ 1 ЗВМ) 6, ГЕрвьй (гэрМИрОВЭ- тель 7 1 ггп)гг)ьсое., бл 01 г. д управлен)ля фарМ)ИрОВЭТЕГЕГЛ ИМПУГ)ЬСОВКО ЕЛУТЭТОр ,3, ВТ 0 ЗОЙ ФОЗМИРОВЭТег)ь " И)гЛПУЛЬСОЕ),ЭЛЕМЕНТ:г бЛОК-СХЭМЫ СаецИНЕНЫ СГЕ- дующим образом,Один из Входов ЗБМ 6 соединен с перВым ВыхОД 01) блОкаВвслэ, нсз пеовый егхад которого поступает с) Гнг, "Пуск, в 1 арой выход блока 4 Ввог)э гасди)811 ( втоаым Вхада АЦГ 3, гЗЫХОД (Отаг)ОГО СООДИНЕН С вторым входам алака 4 ввода, третий вход катОООГО саеди 1 Вн с Г;е;звым еыхадом ЭВМ б. Г 8 вый вход АЦП 3 соединен с выхоцам датчика 2 нэг ряжен;, нэ вход ка" араго поСту)-ает НаП:яжИ 8 Оба На батарЕЕ КОН Денсэтарав. Вта)ай вхоД ЗВМ 6 сгзегИен с ВЫХОД:)М бЛОКЭ г СИ 1-гкгз 01 ИЗЭЦИИ С СВТЬЮ, НЭ ВХОД Ката РОГО Г)ОСТ ПЭЕТ На П РЯЖЕНИ 8 Осетл питс 3 ю 1 дегл соти, тет)л 3( е)хаД ЗВМ 6 саеДИ" нен с зыходом блока измерения угла Включения тиристогза 5, нэ вход которогсг ПОСтуГГЭЕТ ПЭДЕНИ 8 )анряжеНИЯ, От На Зарядном тиристоре. Второй выход ЗВМ соединен с е ходом блока 6 управления фз.Л)ЛРОВЭТВЛЕ)Л ИМПгГ 1 ОВ ПЕОВЫИ ВЫХОД Ка., ТОрагс сове)и)е с четв 8 э ым Входам Э ВМ 6 л ВтОрай выход катараГО саедине 1 с езхадам ВТОРОГО ФООМИ)авсгТВЛЯ 1 гг. /МПУЛЬСОВ, ВЫ ХОД КОТОРОГО С 08 ДИ 8 Н С ПЗЗВЫМ 1)ХОДОМ коммуэторе 3, варой вход которого соеди Н С ВЫХОЦОМ ПЕРВОГО фОРМИРОвс)ТВЛЯ импульсов, Вход катарога соедиен с третьлм ВьгхОДом ЗВМ 6, Выход коммуте)торэ 9 СОЕДИНЕН С УП)с)ВЛЯЮЩИМ ЭЛЗКТРОДОМ ЗаРЯДН а ГО тгЛ Р)ЛСта Ра,пасаб асущестэ)явтся след,чашиы 01- Оазсм.;3 ИСХОДНОМ СОСТОЯ)1 Ч ПРОГРаММа, Реализую)цэя алоритм управления п ро цессом ;Заояда, )Л ВЕЛИЧИНЭ НЭПряжв)Ля Ос, ДО КСТО" 1 ЭОГО 80 эх дима 3 хаЯг)3 Ть ба ГВР 810 канден" .;Гзтар)В, ХраЯ.ГСЯ В ЗсягТИ (Вг/ 6, Э батарея конденсаторов не зарякена, По командеГУск",4 сз заРЯД канДенсатОРов, которая Вводится через блок 4 ввога в ЭВМ 6.П О С Л(1 14 Я Я 1 Е) ЧЛ Н св Е Т В Ы ГО Л Н Я Т Ь Э Э д а Н 1- у 10 )гРОГРЭММУ. БЛОКСЛНХРОНИЗс)ЦИИ С Сеть)Э формирует синхраимпугЬсы в на;эле каждого Г 1 алуг)ер 1 лада, Пои появлении Очеред.ного г;инхроимпульсэ ЗВМ 6 выдает г,гправг)яОщий сиГнал 14 э армиравате)ль 7 г 1 ЛгмП)/ЛЬСОВ, КОТООЫЙ ФОРМИРУ 8 Т ГЛМЕУЛЬС Включения тиристора О, н-, г 1 лрэзр(зегет,за- батУ (ОММУтатОРЭ 9, ЧЕРВ:1 КатаРЬ)Й Огсл ПаДавтСЯ НЭ УПРЕ)ВЛЯК)Е.,г)Й ЭЛ(3,(ТОД ЗЭРЯДНОГа 5 1 О 5 2 О 25 30 35 45 5 О 55 тиристора, В первом палупериоде заряда ЗВМ 6 угол поджига не измеряет, так как его )зеличина равна нула х=: О, что соответствует Обат,О = Г, Зс)РЯдный тиистаР В п 8 Рвам полупериоде включается сразу при поступ- ЛЕНИИ Оичг 4 а ЕГО УПРЭВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕКТРОД.Напряжение нэ батарее Обет начинает НаРаотатЬ В МОМЕНТ, КОГДа Обат = Осети, Зарядный тиристор выключается, Блок измерения угла включения тиристора 5 формирует импульс, по которому ЭВМ 6 выдает управляащий сигнал на блок 4 ввода для измеренля напряжения на батарее и прекращает работу формирователя 7 импульсов, Затем с блока 4 ввода сигнал поступает на АЦП 3, па каторОму последний производит аналого-цифровое преобразование текущего значения напряжения на батарее и в зидс цифрового кода передает данные в блок 4 ввода. 3 В М 6 считывает эти данные с выхода блока 4 и записывает в память величину нэпрякен 3)я О 1, а также рассчитьпзает величину приращения напряжения в да)ног полупериоде па Формулег)гО) = О) Обат.о. Затем Э ВМ 6 ФоРмиРУет импульс. который через блок 4 ввода поступает на вход АЦГ 3 и прекращает его работу. ЭВМ 6 ожидает очередного синхроимпульсэ, При его поступлении ЭВМ 6 начинает отсчет угла поджига и параллельно этому Выдает сигнал на формирователь 7, который ,гормирует импульс включения тиристора Отглг и РазРешает Раба.(У ксммУтатоРЭ 9, Когда Осетр срэзняется: О 1, открывается зарядный тиристор и падение наггряженгля между его анодом и катодом становится равным нулю Ь От -- О, В этот момент с блока измерения угла вкл)очения тиристора 5 приходит импульс нэ ЗВМ 6. При его появлении "ВМ прекраьцэет отсчет угла включения тиристора, Его вег)ичина а 2 заносится в память ЗВМ 6. Угол а 2 соответствует минимальному углу поджига 4 иристора при напряжении нэ батарееравном О). Происходит процесс зарядки батареи, Он эакэнчи- ВЭЕТСЯ, КОГДЭ Осетл СТЭНЕТ ЭВНЫМ Обат.От блока 5 поступает импульс на ЭВМ 6, которая прекращаег работу первого Формирователя 7 импульсов и формирует управля ощий сигнал 1 а Вход блока 4 для измерения нэг;ряжения на батарее. Госле вьполнения агераций измерения аналогично первому полупериоду ЭВМ 6 измеряет и ЗЭНОСЛт В ПагилтЬ ВЕЛИЧЛНУ НЭПРЯжеНИЯ НЭ батарее после второго голупериода О 2, Затем рассчитывается приращение Л О 2 на батарее во второЙ пог)уг ериоде Л О. = О; - О), величина атносительнога изменения приращения напряжения ( . г 3 О./ Л( (тг - а,) - а,) . и прогнозируемое значение напряжения на батарее после третьего полупериод 1 а Оз О 2 + К 2 Л О 2. После сравнения Оз заданным значением Ос заряд батареи в следующем полупериоде продолжается, если О Оз Заряд производится до тех пор, пока после и-го полупериода прогнозируемое значение напряжения на батарее Ол+ станет больше Ос (фиг,2). В этом случае Э ВМ 6 прекращает работу первого формирователя 7 импульсов поджига. Для последнего полупериода угол поджига тиристора рассчитывается следующим образом. Из фиг,З, на которой приведена зависимость угла включения тиристора а от приращения напряжения на конденсаторах ЬО видно, что величина.требуемогоугла поджига а,+1 находится в диапазоне от а до л, При условии, что известны величины аЬ О, О и Ос, величиной а+1 пределяется из подобия двух прямоугольных треугольников АВС и АДЕ (фиг.З)ап+ -- а, +ДЕ,При появлении очередного синхрсимпульса ЭВМ передает величину ая+1 в цифровом коде на вход блока 8 управления формирователем импульсов. Последний отрабатывает этот угол и через определеннь,й промежуток времени, пропорциональный ал+1 выдает управляющий сигнал на второй формирователь 10 импульсов. В свою очередь формирователь 10 импульсов разрешает работу коммутатора 9, через который поджигающий импульс поступает на управляющий электрод зарядного тиристора.д 5Таким образом, до последнего полупериода заряда обеспечивается поступление максимальных порций энергии из сети в батарею конденсаторов, а в последнем полупериоде количество поступаемой энергии рассчитывает микроЭВМ, вследствие чего достигается высокая скорость и точность заСпособ опробован при управлении зарядом конденсаторов сварочной машины СМС.б при емкости батареи конденсаторов С=200 мкФ, зарядное сопротивление й = 600 Ом, О = 800 В. Заряд батареи конденсаторов производили до напряжения Ос = 216 В. Шесть полупериодов заряд выполнялся на минимальных углах включения.тиристора, а на седьмом производили регулировку угла включения а,+1, В таблице представлены величины напряжения на батарее О в конце каждого пспуперисда, углы включенич тиристора а приращения на- пряженияЮ в каждом пспуперисде и рассчитанные величины относительного приращения Ко Прогнозируемое значение напряжения дпя последнего пспупериода составляетОт = Об + Ке Л Об = 203,932 027,9 = 229 В,что больше заданной величины Ос, Поэтому в последнем полупериоде производили корректировку угла включения а+1 чтсбы дозарядить батарею конденсаторов на величинуАО = О - Об = 216 - 203 =- 13 В. Расчетное значение угла ап+1 определяют по формуле(3,141 - 2 0,221 ) = 1,663 рад.После задания угла%, +1 и заряда батареи в последнем пспупериоде измеряютапряжение на конденсаторах Ос.реальн, которое состав, яе 215,6. Погрешность заряда батареи сс "редлсженнсму способу составляет а:= Ос эпьн, Ос = 215,6 - 216 = - 0,4 В, что в процентном выражении равно 0,2,Экономический эффект может быть получен за счет повышения точности заряда конденсаторной батареи и в конечном счете улучшения качества сварки и составит 2 тыс. руб, на одну с арочную установку.Формула изобретения Способ управлсния процессом заряда конденсаторной батареи сварочной машины, пои котором заряд осуществляют при минимальном угле вкл;очения тиристсра, посла каждого пспупер .ода питающей сети от 1 до и измеряют угол вклк чения тиристора и напряжение на конденсаторной батарее, при этом рассчитывают величину относительного изл енения приращения напряжения как отношение приращения напряжения в текущем попуперисде питающей сети Цк приращенис напряжения э предыдущем полупеоисде, затем прогнозируют напряжение на конденсаторной батарее в послэдрсщем пспуперисде питающей сети как сумму напряжения на конденсаторной батарее О,в те кущем пслупериоде и произведения рассчитанной величины относительного изменения при1696220 Ц-Бв конце гол периса Полупериод п Рад ЬЪ1 п =дО, д,й 1 з,0 75,; Д; О 0,92 0,92 0,92 092 2 9, Ф ращения напряжения на приращение напряжения в текущем полупериоде, сравнивают спрогнозированное напряжение с заданной заранее величиной напряжения на конденсаторной батарее Ос, пои этом, 5 если прогнозированное напряжение больше заданной величины, то в последующем полупериоде питающей сети тиристо" включают в момент времени, соответствую-щий определенному рассчитанному углу 10 вкл 1 очения о 1 л и ч а ю п и и с я тем что с целью йовышения кацества сварки путем О,ООО 0,051 О 09 Р 0,142 0,182 0 22 л чповышения точности заряда конденсаторной батареи, величину угла ап+1 включения тиристора рассчитывают по Формуле й 3 - о -Яйп+ 1=сЪ+ с п,гдеап - измеренный угол включения тиристора в текущем полупериоде питающей сети.1696220 Составитель К,СолдатоТехред М.Моргентал Корректор М.Варош Редактор А.Мот аказ 4264 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,1 агарина, 1