Источник питания для контактной сварки с автоподстройкой режима

 

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано в машинах для контактной микросварки деталей малых толщин и сечений, а также для пайки - сварки расщепленным электродом электронных приборов. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет компенсации колебаний напряжения питающей сети. Источник питания содержит сварочный трансформатор, первый симистор, датчик тока, усилитель, схему сравнения, усилитель - формирователь импульса тока, сумматор, задатчик уровня сварочного тока, выпрямитель, устройство формирования пилообразного напряжения и пусковое устройство. В источник введены трансформатор, источник постоянного стабилизированного напряжения, второй симистор со схемой запуска и программного напряжения. Пусковое устройство имеет два нормально разомкнутых и один нормально замкнутый контакты. Сварочный трансформатор выполнен с дополнительной обмоткой, а устройство формирования пилообразного напряжения - на генераторе остроконечных импульсов тока, транзисторном ключе и интеграторе. В процессе сварки в начале каждого полупериода напряжения сети ъ220В открывается один симистор и по обеим первичным сварочным обмоткам, включенным согласно, протекает сварочный ток раза в 3-4 меньший, чем при открытом силовом симисторе и протекании сварочного тока только через одну силовую сварочную обмотку. Этот ток изменяется во времени в зависимости от изменения напряжения питающей сети. Напряжение с выхода датчика тока, пропорционально сварочному току, сравнивается с опорным пилообразным напряжением. Моменты сравнения автоматически сдвигаются по времени в ту или иную сторону в зависимости от уменьшения или увеличения напряжения сети. Моменты отпирания (открытия) силового симистора и закрытия дополнительно введенного сдвигаются по времени. Это обеспечивает автоматическую подстройку длительностей первой части сварочного импульса и второй силовой части с целью стабилизации заданного установкой величины эффективного значения сварочного тока в импульсе. Первая часть импульса сглаживает крутизну фронта нарастания импульса в целом и уменьшает вероятность выплесков металлов. Регулирование импульсов тока осуществляется непосредственно с первого импульса. 2 ил.

союз сонетсних соц 4Алистичесних

РЕСПУЬЛИН (19) (И) (51)5 В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

Ч .С-1

Е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изон етениям и отнРытиям

Г1Ри Гннт сссР (21) 4607122/25-27 (22) 21.11.88 (46) 23.08.90.Бюл, ¹ 31 (72) Л.Г.Миронов, В.И.Белозеров, Б,Н.Лапкин, М.И.Бравинский и В.А.Ц1ербаков (53) 621.791.762 (088.8) (56) Заявка Японии № 57-3466, кл. В 23 К 11/24, 1982.

Заявка Японии - 57-37432, кл. В 23 К 11/24, 1982. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ

СВАРКИ С АВТОПОДСТРОЙКОЙ РЕЖИМА (57) Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано в машинах для контактной микросварки деталей малых толщин и сечений, а также для пайки — сварки расщепленным электродом электронных приборов. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения за счет компен— сации колебаний напряжения питающей сети. Источник питания содержит сварочный трансформатор, первый симистор, датчик тока, усилитель, схему сравнения, усилитель — формирователь импульса тока, сумматор, задатчик уровня сварочного тока, выпрямитель, устройство формирования пилообразного напряжения и пусковое устройство. В источник введены трансформатор, источник постоянного стабилизированного напряжения, второй симистор со схемой запуска и программатор напряжения, Пусковое устройство имеет два нормаль@о разомкнутых и один нормально замкнутый контакты. Сварочный транс2 форматор выполнен с дополнительной обмоткой, а устройство формирования пилообразного напряжения — на гене-. раторе остроконечных импульсов тока, транзисторном ключе и интеграторе. В процессе сварки в начале каждого полупериода напряжения сети 220 В открывается один симистор и по.обеим первичным сварочным обмоткам, включенным согласно, протекает сварочный ток раза в 3-4 меньший, чем при открытом силовом симисторе и протекании сварочного тока только через одну силовую сварочную обмотку. Этот ток изменяется во времени в зависимости от изменения напряжения питающей сети. д

Ж

Напряжение с выхода датчика тока, Ilpo порциональное сварочному току, сравнивается с опорным пилообразным напряжением, Моменты сравнения автомати- („ чески сдвигаются по времени в ту или иную сторону в зависимости от уменьшения или увеличения напряжения сети.

Моменты отпирания (открытия} силового симистора и закрытия дополнитель- м ного введенного сдвигаются по време- (,Д ни, Зто обеспечивает автоматическую QQ подстройку длительностей первой час-, @ 1 ти сварочного импульса и второй сило- { @ вой части с целью стабилизации заданной установкой величины эффективного значения сварочного тока в импуль се. Первая часть импульса сглаживает крутизну фронта нарастания импульса о в целом и уменьшает вероятность выплесков металлов. Регулирование им- З, пульсов тока осуществляется непосред-„ ственно с первого импульса. 2 ил.

1586877

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано в машинах для контактной микросварки деталей малых толщин и сечений, а также для пайки — сварки расщепленным электродом электронных приборов.

Цель изобретения †. повышение качества сварного соединения за счет компенсации колебаний напряжения питаю- lp щей сети. .Йа фиг.l показана блок-схема источника питания для контактной сварки с автоподстройкой режима; на фиг.2— диаграммы, поясняющие работу источни- 15 ка °

Источник питания содержит (фиг.1) симисторы 1 и 2 для подключения к питающей сети - 220 В.первичных обмоток 3 и 4 сварочного трансформа- 2р тора 5, В цепь питания трансфррматора включен датчик 6 тока для подачи напряжения, пропорционального сварочному току, на усилитель 7 и далее через выпрямитель 8 на вход сумматора 9,25 другой вход которого подключен к выходу задатчика 10 уровня сварочного тока. Выход сумматора 9 подсоединен к схеме 11 сравнения, которая через другой вход соединена с выходом интег- 30 ратора 12 и.далее через транзисторный ключ 13, генератор 14 остроконеч-. ных импульсов и трансформатор 15 подключена к линиям сети питания -2?О В.

Выход схемы ll сравнения через уси- 5 литель-формирователь 16 импульса тока подключЕн к управляющему электроду симистора 1. Для запуска дополнительно введенного симистора 2 коротким импульсом тоКа в начале каж- 40 дого полупериода напряжения питающей сети 220 В к его управляющему электроду подключена схема 17 запуска, один иэ входов напрямую подсоединен к трансформатору 15, а другой вход че- 45 рез контакты 18 реле пускового устройства (электронного реле времени ) 19 подключен к выходу трансформатора 15..

Интегратор 12 напряжения другой па рой контактов 20 реле пускового устройства 19 соединен с программатором

21 напряжения, подключенным по питанию напрямую к отрицательному полюсу источника 22 постоянного стабилизированного напряжения (ИПСН), а к поло-.

55 жительному полюсу через нормально замкнутую пару контактов 23. Электронное реле времени (ЭРВ) подключается к ИПСН кнопкой 24 "Сварка", служащеи для его пуска и запуска в работу источника в целом. Блоки )2 — 14 вы- . полняют функцию устройства формирования пилообразного напряжения и объединены в устройство 25 формирования пилообразíîro напряжения.

Схема источника работает следующим образом.

В исходное положение со схемы задатчика 10 сварного тока от сумматора 9 и далее на схему 11 подается постоянное стабилизированное напряжение

U . (фиг.2б), а с генератора 14 импульсов на транзисторный ключ подаются короткие импульсы тока i (фиг.2в) в начале каждого полупериода напряжения сети с частотой следования

100 Гц. На выходе программатора 21 напряжения выставлена начальная величина постоянного напряжения U „ (фиг.2б), которую можно изменять при настройке источника на нужную программу нарастания сварочного тока, На выходе ИПСН 22 постоянное напряжение

U (фиг. 2б) .

При замыкании выключателя кнопки

23 "Сварка" срабатывает электронное реле времени в момент перехода напряжения сети через нуль (фиг.2), в момент t< замыкаются контакты 18 и 20 и размыкаются контакты 23. Последними разрывается цепь подготовки программатора 21 и он своим выходом через контакты 20 подключается к интегратору 12.

Пусковое устройство 19 синхронно с напряжением сети в начале каждого полупериода выдает управляющие импульсы тока i, на симистор 2, через программатор 21 напряжения обеспечивается питание интегратора 12 напряжения, величина напряжения на. котором в момент t1 равна UU — U (фиг.2б). Далее напряжение на интеграторе U — U возрастает по выбранной экспоненциальной зависимости, на выходе интегратора формируется пилообразное напряжение U так как в качале каждого полупериода напряжения сети ключ 13 открывается на короткое время и происходит сброс напряжения с емкости интегратора. Напряжение U подается на вход схемы ll сравнения, В момент времени t ñèìHñòoð 2 открывается и по цепи 220 8 симистор 2. — первичная обмотка 4 — первичная обмотка 3 — датчик 6 тока — ли15868 ния сети 220 В начинает течь сварочныи ток 1 б, (фиг.2), Сигнал с датчика 6 тока, усиленный усилителем 7, через выпрямитель 8 подается на вход сумматора 9, где складывается с

5 напряжением U задатчика 10 тока (фиг,2б) и далее общий сигнал с сумматора Ус подается на вход схемы 11 сравнения. На другой вход схемы 11 сравнения в этот момент подается возрастающее во времени напряжение U, (фиг.2б) с интегратора 12„В момент сравнения t< на выходе схемы 11 сравнения возникает сигнал рассогласования, который усиливается усилителем-формирователем 16 и далее в виде импульса тока 1„, (фиг,2в) подается на силовой симистор l. Последний открывается, а симистор 2 запира- 20 ется, и с этого момента времени сварочный ток i возрастает с больсв1 шей скоростью вследствие уменьшения коэффициента трансформации, и до момента времени t> формируется часть 25 импульса сварочного тока i (С вЂ” t>) се! 2 3

С момента времени t процессы в источ. нике повторяются аналогично,с той разницей, что момент сравнения во втором импульсе тока наступает 30 несколько раньше относительно момента перехода тока через нуль, так как опорное напряжение Ug с интегратора12 в этот полупериод возрастает с большей скоростью в зависисмоти от напряжения на нем, обусловленного программатором 21.

По истечении заданного времени сварки в момент времени t пусковое устройство 19 размыкает контакты 18 и 20 и замыкает контакты 23, и процесс сварки прекращается.

Формулаизобретения

Источник питания для контактной сварки с автоподстройкой режима, со40 держащий сварочный трансФоРматор, первый симистор, пусковое устройство, датчик тока, включенный в первичную обмотку сварочного трансформатора, выход датчика тока через усилитель

45 и выпрямитель соединен с входом сумматора, другой вход которого соединен с выходом задатчика уровня сварочного тока, выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, вто5р рой ее вход соединен с выходом уст.ройства формирования пилообразного напряжения, выход схемы сравнения через усилитель-формирователь импуль-. са тока соединен с первым симистором, 55 о T л и ч а ю щ и Й с я тем что с целью повышения качества сварного соединения эа счет компенсации колебаний напряжения питающей сети, в него введены источник постоянного стабилиПри изменении напряжения питающей сети, например, при его уменьшении (фиг,2а) сварочный ток i до мо св мента отпирания силового симистора. 1 (фиг.2г) уменьшается и сравнение происходит в момент времени t, т.е.

g Ý несколько раньше относительно начала полупериода колебаний сети. Первая часть импульса сварочного тока

i >,(t<- t ) (фиг.2г) уменьшается, а вторая часть i >, (t — t ) увеличивается ровно на столько, чтобы общее значение тока в импульсе оста-. валось заданным и независящим от уменьшения напряжения сети. При увеличении напряжения сети первая часть. тока увеличивается, а вторая часть уменьшается, Предлагаемый источник обеспечивает стабилизацию заданного значения сварочного тока, начиная с первого импульса, при этом первая часть импульса сглаживает передний фронт нарастания тока в импульсе и играет роль подогрева и формирования .сварочного контакта в процессе сварки. Кроме того, источник обладает высоким быстродействием автоматического регулирования сварочного тока и обеспечивает регулирование тока от импульса к импульсу по заданной программе программатором 21. Время быстродействия такого автоматического регулято" ра тока 0,01 с. С таким быстродействием схема предлагаемого источника может осуществлять успешно стабилизацию заданного значения напряжения на сварочных электродах. Для этого необходимо лишь вход усилителя 7 отсоединить от выхода датчика 6 тока и подсоединить его к сварочным электродам. Стабилизация сварочного тока, включая первый его импульс, уменьшение крутизны нарастания тока в каждом импульсе повышают стабильность прочности сварных соединений, уменьшает количество соединений с выплесками металлов и полностью исключают непровары.

1586877 зированного напряжения, трансформатор, второй симистор со схемой запуска и программатор напряжения, пусковое устройство выполнено с двумя нормаль5 но разомкнутыми и одним нормально замкнутым ключами, сварочный трансформатор выполнен с дополнительной первичной обмоткой, а устройство формирования пилообразного напря- 10 жения выполнено на последовательно соединенных генераторе остроконечных импульсов, транзисторном ключе и интеграторе, вход устройства формирования пилообразного напряжения соединен с первой вторичной обмоткой трансформатора, вторая вторичная обмотка которого соединена через первый нормально разомкнутый ключ со схемой запуска второго симистора, последовательно соединенные второй симистор и дополнительная обмотка сварочного трансформатора подключены параллельно первому симистору, третья и четвертая обмотки трансформатора подключены соответственно к источнику постоянного стабилизированного напряжения и к пусковому устройству, положительный вывод источника постоянного стабилизированного напряжения через нормально замкнутый контакт пускового устройства соединен с входом программатора напряжения, выход последнего через второй нормально разомкнутый контакт пускового устройства — с вторым входом интегратора.

1586877

gcj Us)

Составитель Г.Чайковский

Редактор И.Горная Техред M,дида Корректор M,Øàðoøè

Заказ 2389 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательскии комбинат Патент, r Ужгород, ул. Га ар

II II

Гага ина 101