Устройство для регулирования мощности процессов электрошлаковой технологии

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности предназначено для использования в электрошлаковой технологии. Цель изобретения - повышение качества процесса регулирования мощности в период наведения шлаковой ванны и выведения усадочной раковинь путем автоматического изменения коэффициента передачи регулятора мощности в указанные периоды. Устройство содержит узел коррекции коэффициента передачи, вход которого соединен с датчиком тока, а выход подключен к регулятору мощности о Указанный, узел коррекции выполнен в виде полосового фильтра на частоту естественных пульсаций тока процесса. Фильтр соединен через амплитудный детектор с базой транзистора , шунтирующего сопротивление обратной связи операционного усгшителя регулятора мощности. Устройство позволяет стабилизировать процессавтоматического наведения шлаковой ванны и выведения усадочной раковины .. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„BU 459869 А 1 (51)4 В 23 К 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247653/31-27

1 (22) 20.05 ° 87 (46) 23.02.89. Бюл. Р 7 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона

{72) N.Í. Ланкин, В.l0. Поповский, О.П. Бондаренко, А.А ° Москаленко и В.M. Хрундже (53) 621.791.793.037(088.8) (56) СЧ264 ° 00.300«ЭЗ. Регулятор. Схема электрическая принципиальная.

СЧ264.00.200.ЭЗ. Программатор.

Схема электрическая принципиальная.

ОКТБ ИЭС им. Е.О. Патона, январь, 1987 г. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

МОЩНОСТИ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОШПАКОВОЙ

ТЕХНОЛОГИИ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности пред-. назначено для использования в электрошлаковой технологии. Цель изобре1

Изобретение относится к сварочному производству и, в частности, предназначено для использования в электрошлаковой технологии. Целью изобретения является повышейие качества процесса регулирова- ния мощности в период наведения шлаковой ванны и выведения усадочной раковины путем автоматического изменения коэффициента передачи рерулятора мощности в указанные периоды.

Ю

На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования мощности процессов электрошлаковой технологии; на фиг. 2 — принципиальная электритения — повышение качества процесса регулирования мощности в период наведения шлаковой ванны и выведения усадочной раковины путем автоматического изменения коэффициента передачи регулятора мощности в указанные периоды. Устройство содержит узел коррекции коэффициента передачи, вход которого соединен с датчиком тока, а выход подключен к регулятору мощности. Указанный узел коррекции выполнен в виде полосового фильтра на частоту естественных пульсаций тока процесса. Фильтр соединен через амплитудный детектор с базой транзистора, шунтирующего сопротивление обратной связи операционного усилителя регулятора мощности. Устройство позволяет стабилизировать процесс автоматического наведения шлаковой ванны и выведения усадочной раковины. 1 з.п.A-лы, 2 ил.

2 ческая схема узла коррекции коэффициента передачи.

Устройство для регулирования мощности. процессов электрошлаковой технологии содержит программный задатчик 1 (программатор), подключенный через первый сумматор к входу ПИД-регулятора 2 мощности, состоящего из пропорционального П-3 интегрального

И-4, дифференциального Д-5 регуляторов, соединенных параллельно; преобразователь 6 (датчик) мощности, входы которого соединены с датчиками 7 напряжения сварки и тока датчиком 8 сварки, а выход подключен через первый сумматор к входу ПИД-регулято1459869 ра 2, выход которого через усилитель

9 мощности подключен к входу привода 10 перемещения электрода; узел 11 коррекции коэффициента передачи, вход которого соединен с датчиком 8 тока сварки, а выход подключен к пропорциональному П-регулятору 3 мощности.

Схема узла .коррекции коэффициента передачи (фиг. 2) содержит полосовой фильтр 12 на частоту 0,8-1,2 Гц, выполненный на сопротивлениях R, К

Кз, конденсаторах С, и С, операционном усилителе У„, на вход полосового фильтра 12 через сопротивление R, поступает сигнал от датчика 8 тока сварки, а с -выхода фильтра 12 через регулируемое сопротивление R связи сигнал поступает на амплитудный детектор 13, выполненный на диоде KD и конденсаторе С>, с выхода амплитудного детектора 13 сигнал постоянного напряжения поступает на базу регулирующего транзистора 14, который шунтирует сопротивление R< обратной связи операционного усилителя У пропорционального П-регулятора 3.

Полосовой фильтр 12 выполнен на сопротивлениях R 20 к; R 100 Ом;

К1 40 к; конденсаторах С „С< 100рF, операционном усилителе К140 УД6. Регулируемое сопротивление R 4 связи

10 к. Амплитудный детектор 13 выпол"нен на диоде Kjj101, конденсаторе С>

25 р Р, сопротивлении К 10 к. В качестве регулируемого транзистора 14 использован кремниевый транзистор

КТ361, сопротивление R база — эмиттер 10 к, сопротивление R обратной связи П-регулятора 3 100 к, операционный усилитель У К140 УД6.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

После включения источника питания программатор 1 мощности выдает задание скорости перемещения электрода, соответствующее началу процесса, и через П-регулятор 3 и усилитель 9 привод 10 перемещает электрод до короткого замыкания с затравкой.

Сигнал на выходе преобразователя 6 отсутствует. При появлении тока в цепи электрода сигналы с датчиков 7 и 8 перемножаются в преобразователе

6 мощности, на выходе которого появляется постоянное напряжение, соответствующее реальной мощности процесса, которое сравнивается с напряжением задания программатора 1. В за12 через регулируемое сопротивление

R < связи поступает на .вход амплитуд55 ного детектора 13, с выхода которого постоянное напряжение поступает на базу регулирующего транзистора 14, который шунтирует сопротивление R > обратной связи операционного усилите10

ЗО

45 висимости от сигнала рассогласования

ПИД-регулятор 2 через усилитель 9 и привод 10 либб увеличивает скорость подачи электрода, либо уменьшает, стремясь свести разность Р д — Р р 0.

При этом П-регулятор 3 обеспечивает передачу рассогласования на привод

10 и поддерживает заданную мощность со статической ошибкой, определяемой коэффициентом передачи П-регулятора; интегральный И-регулятор устраняет статическую ошибку П-регулятора; дифференциалькый Д-регулятор формирует производную от рассогласования и обеспечивает устойчивость и быстродействие привода 10.

Узел 11 коррекции коэффициента передачи получает информацию от датчика 8 тока, выделяет и преобразует амплитуду переменной частоты 0,8i 2 Гц в постоянкое напряжение, -а также изменяет коэффициент передачи

П-регулятора в соответствии с величиной амплитуды колебаний тока, с увеличением амплитуды коэффициент передачи уменьшается и наоборот.

После наведения шлаковой ванны и выхода на режим посредством программатора 1 мощности колебание тока прекращается, сигнал коррекции ка выходе узла 11 коррекции отсутствует и П-регулятор обеспечивает поддерживание мощности с заданным неизменным коэффициентом передачи в стационарком режиме. При выведении усадочной раковины и снижении заданной мощности программатором 1 снова появляются колебания тока, которые через узел коррекции изменяют коэффициент передачи П-регулятора, тем самым стабилизируя режим выведения усадочной раковины.

Схема (фиг. 2) узла 11 коррекции коэффициента передачи работает следующим образом.

При колебаниях тока напряжекие от датчика 8 тока поступает на вход полосового фильтра 12, который выделяет амплитуду переменной составляющей колебаний частотой 0,8-1,2,Гц; переменное напряжение с выхода фильтра

1459869

Формула изобретения

1 ° Устройство для регулирования мощности процессов электрошпаковой технологии, содержащее программный задатчик мощности, ПИД-регулятор мощности, состоящий из параллельно соединенных пропорционального П-, 35 ля У2П-регулятора 3, тем самым изменяя коэффициент передачи системы регулирования.

Устройство позволяет стабилизи5 ровать процесс автоматического наведения шлаковой ван:. ы и выведения усадочной раковины, устраняет неоправданные реверсивные перемещения элект- рода, повышает качество процесса регулирования мощности.

Устройство позволяет организовать зависимость коэффициента передачи регулятора мощности от амплитуды пульсаций тока процесса в начале и конце плавки. Выделяется амплитуда пульсаций тока частотой 0,8-1,2 Гц и посредством шунтирования сопротивления обратной связи операционного усилителя обратно пропорционально Zp амплитуде пульсаций корректируется коэффициент передачи П-регулятора.

Тем самым устраняются динамические нагрузки на механизмы привода перемещения тяжеловесного (до 2 т) 25 электрода и повышается качество про- цесса регулирования мощности. интегрального И-, дифференциального

Д-регуляторов, усилитель мощности, привод перемещения расходуемого электрода, преобразователь (датчик) мощности, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиками напряжения и тока процесса, причем выходы преобразователя мощности и программного задатчика мощности через первьчй сумматор соединены с входом ПИД-регулятора, выход которого через второй сумматор и усилитель мощности подключен к входу привода перемещения электрода, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества регулирования мощности в период наведения шлаковой ванны и выведения усадочной раковины путем автоматического изменения коэффициента передачи П-регулятора, устройство снабжено узлом коррекции коэффициента передачи, вход которого соединен с датчиком тока, а выход подключен к дополнительному входу П-регулятора.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел коррекции коэффициента передачи выполнен в виде полосового фильтра на частоту естественных пульсаций тока процесса, соединенного через амплитудный детектор с базой транзистора, шунтирующего сопротивление обратной связи операционного усилителя П-регулятора.

1459869 .Составитель В.Пучинский

Редактор И. ШУлла Техред Л,Сердюкова Корректор Л. Патай

Заказ 397/13 . Тираж 892 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое-предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная„ 4