источник питания для дуговой сварки

Формула изобретения

Источник питания для дуговой сварки, включающий силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь, первым входом соединенный с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения и датчиком сварочного тока, и блок управления, в который входит потенциометр уставки сварочного тока и усилитель рассогласования, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит элемент сравнения, контроллер широтно-импульсной модуляции, датчик светового потока дуги, вычислитель мощности сварочной дуги и электронный ключ, первый вход которого соединен с выходом датчика сварочного тока, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока, а выход - со входом усилителя рассогласования, выход которого соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к источникам питания для электродуговой сварки.

Известен источник питания для дуговой сварки на основе высокочастотного инвертора, состоящий из силового высокочастотного полупроводникового преобразователя, соединенного по первому входу с источником энергии, а по выходу - со сварочной цепью, включающей в себя два сварочных электрода, параллельно которым подсоединен датчик выходного напряжения, а последовательно - датчик сварочного тока, и блока управления, в который входит преобразователь напряжения в длительность периода управляющих импульсов, отличающийся тем, что блок управления содержит сумматор, источник фиксированного напряжения, перемножитель, потенциометр уставки сварочного тока и усилитель рассогласования, причем первый вход сумматора соединен с выходом датчика выходного напряжения, второй вход - с выходом источника фиксированного напряжения, а выход - с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с потенциометром уставки сварочного тока, а выход - с первым входом усилителя рассогласования, второй вход которого соединен с выходом датчика сварочного тока, а выход - со входом преобразователя напряжения в длительности периода управляющих импульсов, выход которого соединен со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя (RU 2147979, МПК B23K 9/095, опубл. 27.04.2000).

Недостатками известного решения является низкое качество сварки, так как электродуговая сварка плавящимся электродом осуществляется на постоянном токе, также в устройстве не обеспечивается стабильность тепловой энергии, поступающей в зону сварки (стабильность мощности дуги).

Технический результат заключается в обеспечении высокого качества сварного соединения и исключении опасности прожигания тонколистового металла за счет поступления нормированного количества тепловой энергии в зоне сварки при постоянной скорости перемещения электрода и стабильной мощности дуги.

Технический результат достигается тем, что источник питания включает силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь, первым входом соединенный с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения и датчиком сварочного тока, и блок управления, в который входит потенциометр уставки сварочного тока, усилитель рассогласования и дополнительно элемент сравнения, контроллер широтно-импульсной модуляции, датчик светового потока дуги, вычислитель мощности сварочной дуги и электронный ключ, первый вход которого соединен с выходом датчика сварочного тока, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока, а выход - со входом усилителя рассогласования, выход которого соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя.

На фиг.1 изображена схема источника питания для дуговой сварки.

Устройство содержит силовой высокочастотный полупроводниковый преобразователь 1, соединенный первым входом с источником энергии, а выходами - с датчиком выходного напряжения 2 и датчиком сварочного тока 3, кроме того, содержит блок управления, в который входит потенциометр уставки сварочного тока 4, усилитель рассогласования 5 и дополнительно элемент сравнения 6, контроллер широтно-импульсной модуляции 7, датчик светового потока дуги 8, вычислитель мощности сварочной дуги 9 и электронный ключ 10. Первый вход электронного ключа 10 соединен с выходом датчика сварочного тока 3, второй вход - с выходом датчика выходного напряжения 2, третий вход - с выходом датчика светового потока дуги 8, а выход - с входом вычислителя мощности сварочной дуги 9. Выход вычислителя мощности сварочной дуги 9 соединен с первым входом элемента сравнения 6, его второй вход - с выходом потенциометра уставки сварочного тока 4, а выход - со входом усилителя рассогласования 5. Выход усилителя рассогласования 5 соединен с входом контроллера широтно-импульсной модуляции 7, а его выход - со вторым входом силового высокочастотного полупроводникового преобразователя 1.

Устройство работает следующим образом. При включении устройства в питающую сеть на выходе силового высокочастотного полупроводникового преобразователя 1 появляется знакопеременное напряжение частоты килогерцового диапазона с амплитудой 70-90 В (напряжение холостого хода). В момент возникновения дуги напряжение на сварочных электродах снижается до напряжения столба дуги (24-27 В). Чтобы защитить вход вычислителя мощности сварочной дуги 9 от достаточно высокого напряжения холостого хода, сигнал с датчика выходного напряжения 2 и датчика сварочного тока 3 подается на вычислитель мощности сварочной дуги 9 через электронный ключ 10, который отпирается сигналом с датчика светового потока дуги 8 (в момент ее возникновения). На выходе вычислителя мощности сварочной дуги 9 появляется напряжение, величина которого пропорциональна мощности дуги. Этот сигнал в элементе сравнения 6 сравнивается по уровню с опорным сигналом, который задает требуемую мощность дуги. В результате на выходе элемента сравнения 6 формируется управляющий сигнал, который после усиления (если требуется) подается на управляющий вход контроллера широтно-импульсной модуляции 7. В результате ширина импульсов тока на выходе силового высокочастотного полупроводникового преобразователя 1 изменяется таким образом, чтобы была обеспечена требуемая мощность сварочной дуги.

По сравнению с известным решением предлагаемое изобретение позволяет обеспечить высокое качество сварного соединения, в том числе при сварке тонколистового металла и исключает возможность его прожигания за счет повышения частоты сварочного тока и стабилизации мощности дуги.