Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка

 

О П - ::А Н И Е

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (") 6 16078

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заивлено 28.04.75 (21) 2128176/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.78Бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания01.09УЗ.

2 (51) М. Кл.

В 23 К 9/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791. .75.037 (088.8) А. И. Зайцев, А. Ф. Князьков, Б. Г. Долгую, P. И. Дедюх, Ю. Н. Сараев и С. В. Ушаков (72} Авторы изобретения

Научно-исспедовате пьский институт автоматики и эдектромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР ДЛИНЫ

ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования процесса импульсно-дуговой сварки и предназначено для стабилизации длины дугового промежутка при сварке плавящимся электродом.

Известен автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, и блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением (1).

В известном стабилизаторе используется обратная связь по напряжению дугового промежутка во время импульса и во время паузы с воздействием на подачу электрода, т. е. напряжение дугового промежутка сравнивается с одним и тем же задающим 15 напряжением, что предопределяет контроль длины дугового промежутка по среднему напряжению. При изменении соотношения между импульсом и паузой при одной и той же длине дугового промежутка среднее на-. пряжение дуги может изменяться, поэтому поддержание длины дугового промежутка по среднему напряжению дуги не исключает ошибку в стабилизации длины дугового промежутка при одном и том же задающем напряжении. 25

В случае использования известного стабилизатора при полуавтоматической и автоматической сварке плавящимся электродом в силу возрастания статической характеристики дуги необходимо изменять задающее напряжение при смене режима сварки, что усложняет настройку на нужный режим.

Кроме того, известный стабилизатор обладает значительной инерционностью отработки рассогласования в связи с тем, что управляюшее воздействие осуществляется на подачу электрода.

Целью изобретения является упрощение настройки, стабилизатора на нужный режим, повышение точности стабилизации длины дугового промежутка и быстроты отработки рассогласования.

Цель достигается благодаря тому, что в предлагаемый стабилизатор введены последовательно соединенные импульсный элемент, ячейка памяти, ключ, работающий в противофазе с исполнительным устройством, интегратор, элемент сравнения,релейный элемент с нулевым порогом срабатывания и блок формирования длительности импульсов.

Релейный элемент выполнен с двумя выходами, один из которых соединен с исполни616078 тельным устройством непосредственно, а другой — — через блок формирования длительнОсти импульсов, и элемент сравнения имеет два входа, один нз которых соединен с выходом интегратора, а другой — с выходом блока сравненич напряжения дуги с зада(отци.л напряжением во время паузы.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого автоматического стабилизатора длины дугового промежутка; на фиг. 2 приведены эпюры тока и напряжения, поясняющие принцип работы стабилизатора.

Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка содержит исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, состоящее из источника питания 1, к которому подключеио балластное сопротивление 2, шунтируемое коммутирующим устройством 3, блок 4 сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, последовательно соединенные элемент сравнения 5 и релейный элемент (p. с нулевым порогом срабатывания и двумя выходами, один нз которых соединен с исполнительным устройст вам непосредственно, а другой через блок 7 формирования длительности импульсов, а также последовательно соединшгиые импульсный элемент .8, ячейку памяти 9, ключ 10, работаюш,ий в противофазе с исполнительным устройством, интег1 атор

Первый вход элемента сравнения 5 соединен с выходом интегратора !1, второй — с выходдм блока 4 сраьнения напряжения ду1

11 с задающим напряжением во время пазы.

Стабилизатор работает следующим образом.

Постоянное напряжение через импульсный элемент 8, запускаемый при срабатывании релейного элемента 6 с нулевым,порогом срабатывания, поступает в ячейку памяти 9, а с ее выхода через ключ 10, работающий в противофазе с исполнительным устройством, — на вход интегратора 11.

Напряжение дуги во время паузы U сравнивается с задающим напряжением U> в блоке сравнения 4. Разность Л U (t) =

=- U,— Ц,поступает на элемент сравнения 5, где. сравнивается с напряжением Z(t) с выхода интегратора 11. Разность bU (t) = AU(t) — Z(t) с выхода элемента сравне. Ния 5 поступает на релейный элемент 6 с нулевым порогом срабатывания, переводящий коммутирующее устройство 3 в замкнутое положение и запускающий блок 7 формирования длительности импульсов, который, отсчитав заданный интервал времени, перевбдит коммутирующее устройство 3 в разомкнутое положение. Далее процесс повторяется.

Хаким образом, для поддержания постоянной длины дугового промежутка QBToматический стабилизатор определяет период следования импульсов сварочного тока при постоянной длительности импульсов в момент, совпадающий с концом паузы, по следующей зависимости, (фиг. 2): т =7 -K(u. -èÔJ1-„+Т( пи 1(-- коэффициент пропорциональности;

Т вЂ” период следования импульсов тока; — частота следования импульсов тока; т,., — длительность импульсов;

U, — задающее напряжение;

U4 — - напряжение дуги во время паузы.

11апряженне дугового промежутка определяется общеизвестной формулой

Up =Ц„+вФ 1А, где Ц ц. — сумма анодного и катодного па15 дений напряжении; в„, — градиент потенциала столба дуги

1д — - длина дугового промежутка.

При прочих равных условиях U и в,„являются в общем случае функциями от тока. Поскольку во время паузы при всех рабочих режимах системы значение тока приблизительно постоянно, эти величины также постоянны. Следовательно, по изменению напряжения во время паузы можно контролировать длину дугового промежутка

25 во всем диапазоне рабочих режимов системы.

Это значительно упрощает настройку на нужный режим, повышает точность стабилизации длины дугового промежутка. Воздействие обратной связи не на подачу, а на ско30 рость плавления электрода повышает быстроту отработки рассогласованйя, так как осуществляется в пределах микроцикла.

<формула изобретения

Автоматический стабилизатор длины дугового промежутка, содержащий исполнительное устройство, отрабатывающее рассогласование, и блок сравнения напряжения дуги с задающим напряжением, отличающийся тем, что, с целью упрощения его настройки на нужный режим, повышения точности стабилизации и быстроты отработки рассогласования, в стабилизатор введены

45 последовательно соединенные импульсный элемент, ячейка памяти, ключ, интегратор, элемент сравнения, релейный элемент с нулевым порогом срабатывания и блок формирования длительности импульсов, релейный элемент выполнен с двумя выхода5О ми. один из которых соединен с исполнительным устройством непосредственно, а другойчерез блок формирования длительности импульсов, а элемент сравнения имеет два входа, один из которых соединен с выходом

55 интегратора, а другой — с выходом блока сравнения напряжения дуги с задающим напряЖением во время паузы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

60 № 368949, кл. В 23 К 9/10, 1970.

Р< дактор . Котел скин

Заказ 3<Э84 6

Составитель И. Лурье

Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж !263 Подписное

Ц!!И!!ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам нзооретеннй и открыти!!! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4