Датчик измерения падения напряжения на электродах сварочной машины

 

ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОДАХ СВАРОЧНОЙ « оМАШИНЫ , содержащий проводники, присоединенные к электродам сварочной машины, воздушный трансформатор, размещенный в контуре машины, обмотка котоЕ ого включена последовательно в цепь одного из проводников, отличающийся тем, ЧТО, с целью повышения точности измерения, в него введены два резистора и конденсатор , при ЭТОМ первый резистор включен последовательно с обмоткой воздушного трансформатора, а второй резистор и конденсатор соединены последовательно и установлены параллельно цепи, состоящей из первого резистора и обмотки воздушного трансформатора .- в

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5)) В 23 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ л g

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И OTHPblTMA (21) 3506353/25-27 (22) 29.10.82 (46) 28.02.84. Вюл. 9 8 (72) В.A.Åðîôååâ (71) Тульский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.791.763.039(088.8) (56) 1 ° Орлов В.Д. и др. Контроль точечной н роликовой электросварки.

М., Машиностроение, 1973, с.176-178.

2. Авторское свидетельство СССР в 161444, кл. В 23 к 1 1/24, 1963 (прототип) ° (54)(57) ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ ПАДЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОДАХ СВАРОЧНОИ

МАШИНЫ, содержащий проводники, присоединенные к электродам сварочной машины, воздушный трансформатор, размещенный в контуре машины, обмотка которого включена последовательно в цепь одного из проводников, о тл н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два резистора и конденсатор, при этом первый резистор включен последовательно с обмоткой воздушного трансформатора, а второй резистор и конденсатор соединены последовательно и установлены параллельно цепи, состоящей иэ первого резистора и обмотки воздушного транс. форматора. В

1076236

Изобретение относится к технике управления и контроля процесса контактной сварки по падению напряжения в свариваемях деталях при использовании импульсов переменного и постоянного тока.

Известен датчик среднего значения напряжения между электродами машины, содержащий интегратор, вход которого подключен посредством проводников к электродам машины (1) .

Недостатком известного датчика является низкая точность измерения, что связано с влиянием на измеряемую величину сопротивления сварочного контура.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик измерения падения напряжения на электродах сварочной машины, содержащий проводники, присоединенные к электродам сварочной машины, воздушный трансформатор, размещенный в контуре машины, обмотка которого включена последовательно в цепь одного из проводник ов (2) .

Недостатком указанного устройства является низкая точность измерения. падения напряжения на деталях при контактной сварке.

Цель изобретения — повышение точности измерения падения напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике измерения падения напряжения на электродах сварочной машины, содержащем проводники, присоединенные к электродам сварочной машины, воздушный трансформатор, размещенный в контуре машины, обмотка которого включена последова" тельно в цепь одного иэ проводников, введены два резистора и конденсатор, при этом первый резистор включен последовательно с обмоткой воздушного трансформатора, а второй резистор и конденсатор соединены последовательно и установлены параллельно цепи, состоящей из первого резистора и обмотки воздушного трансформатора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого датчика измерения падения напряжения в деталях при контактной сварке.

Датчик состоит из проводников 1 и 2, подключенных к электродам 3 и 4, резисторов 5 и б, конденсатора 7, соединенных последовательно и подключенных к воздушному трансформатору 8, который размещен в магнитном поле сварочной машины 9.

Между точками подключения проводников 1 и 2 к электродам 3 и 4 расположены свариваемые детали 10 и участок 11 контура машины, падение напряжения на котором воэдейст

25! где 1 — ток в цепи резисторов 5 и б

50 и конденсатора 7;

М — взаимоиндуктивность между воздушным трансформатором

8 и контуром машины 9; сопротивление резисторов

55 5 и б.

Падение напряжения на резисторе б пропорционально производной сварочного тока по времени, как и падение напряжения на индуктивной составляющей сопротивления участка 11 сварочного контура машины 9 и ЭДС, наводимая в проводниках,l и 2

3„

Оя= — М

R„>R В вует на напряжение между проводниками 1 и 2.

В процессе сварки между проводниками 1 и 2 возникает напряжение, являющееся суммой падения напряжения в свариваемых датчиках 10 на активной и индуктивной составляющих сопротивления участка 11 контура машины 9, и ЭДС, наводимой в проводниках 1 и 2 магнитным полем машины 9. Соотношение между этими величинами описывается следующим выражением, в котором учтено, что падение напряжения на индуктивном сопротивлении и ЭДС, наводимая в про15 водниках, пропорциональны скорости изменения сварочного тока

0 = U,(. + 91 — R

Э где 0 — напряжение между про20 водниками 1 и 2;

Э вЂ” падение напряжения в свариваемых деталях; индуктивность участка

11 контура машины 9;

М вЂ” вэаимоиндуктивность между контуром машины 9 и проводниками 1 и 2; д;/ g — производная сварочного тока по времени;

30 активное сопротивление участка 11 контура машины 9; сварочный ток.

Сварочный ток возбуждает в воэ35 душном трансформаторе 8 ЭДС, которая, в свою очередь, создает ток в цепи резисторов 5 и б и конденсатора 7. Учитывая, что ЭДС трансформатора 8 пропорциональна скорос40 ти изменения сварочного тока, и пренебрегая падением напряжения на конденсаторе 7 ввиду его малости по сравнению с падением напряжения на резисторах 5 и б, ток в цепи

45 последних равен

hA8 И R„gR, > (2) 1076236 (5) Составитель В.Катин

Редактор Ю.Середа Техред T.Ìàòî÷êà Корректор A.Ïîâõ

Заказ 599/12 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Падение напряжения на конденсаторе пропорционально сварочному току, как и падение напряжения на активной составляющей сопротивления участка 11 сварочного контура.

98

0с j (4)

Я,+ Й, С где С - емкость конденсатора 7.

Очевидно, что при соблюдении равенств . I

". + г

R М В

C(R„o R ) напряжение на резисторе 6 и конденсаторе 7-точно компенсируют ЭДС, . наводимую .в проводниках 1 и 2 магнитным полем машины 9, и падение напряжения на сопротивлении участка ll сварочного контура при противофазном включении этих напряж(ний в цепь измерения. Этим обеспечивается равенство выходного напряжения датчика падению напряжения в деталях при сварке различных металлов и сплавов любой толщины.

Величины, входящие в условия (5) точной компенсации, неодинаковы для различных машин. Поэтому при установке датчика в конкретную сварочную машину необходима регулировка резисторов 5 и 6. Эта регулировка производится в режиме короткого замыкания электродов машины, когда падение напряжения в деталях в напряжение на выходе датчика равно

10 нулю.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность систем автоматического контроля и управления процессом контактной сварки,, 15 в которых в качестве сигнала о формировании литого ядра используется падение напряжения между электродами машины, например, систем управления по сопротивлению деталей, мощности и энергии, выделяемых в зоне . сварки, а также увеличить точность измерения падения напряжения в де талях в 5-50 раэ по сравнению с прототипом, в зависимости от размеров

25 контура машин,и деталей и свойств свариваемого металла, что повышает стабильность прочностных свойств ,сварных соединений в 2-5 раз.