Блок керування зварювальним напівавтоматом. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Блок керування зварювальним напівавтоматом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / зварювальне обладнання

Коментарі до статті

Блок управління (надалі "блок") є основною частиною зварювального напівавтомата типу ПДГ-312-1 (ПДІ-304) і призначений для організації зварювального циклу напівавтомата шляхом подачі сигналів, що управляють, на виконавчі органи останнього.

(Натисніть для збільшення)

Основні параметри блоку:

Напруга живлення, В.......65
Частота мережі живлення, Гц.......50
Комутована потужність, Вт, не більше.......630
Кратність регулювання частоти обертання якоря двигуна, щонайменше.......10
Тривалість затримки увімкнення зварювального джерела після включення газового клапана (нерегульована), с.......0,5±0,1
Тривалість затримки включення приводу після включення зварювального джерела (нерегульована), не більше.......0,5
Тривалість затримки відключення зварювального джерела після відключення приводу, з: не більше.......0,5
не менше.......2,5
Тривалість затримки відключення газового клапана після відключення зварювального джерела, з: не більше.......0,5
не менше.......4,5
Тривалість включення двигуна при зварюванні "точками", з: не більше.......1,0
не менше.......5,0
Жорсткість механічної характеристики в діапазоні 500-600 при нормальних кліматичних умовах за ГОСТ 15150-69 при зміні навантаження від 0,3Iн до Iн, не більше.......+10%

Блок забезпечує: динамічне гальмування; електронний захист якоря двигуна від перевантажень; включення продування газу при налагодженні; виконання режимів "зварювання", "налагодження".

Блок зберігає працездатність при зміні напруги живлення в межах від 0,90 до 1,05 Uн.

У режимі налагодження блок забезпечує:

включення подачі захисного газу для налаштування його витрати; встановлення необхідної швидкості подачі електродного дроту;
вибір робочого циклу; зварювання довгими швами; зварювання короткими швами;
зварювання точковими швами.

У режимі зварювання блок забезпечує виконання команд про початок зварювання та його припинення. При подачі команди про початок зварювання блок повинен: увімкнути подачу захисного газу, джерело зварювального струму; з нерегульованою витримкою (0,5 с) увімкнути подачу електродного дроту; забезпечувати стабільність швидкості подачі електродного дроту з точністю ±10% від встановленого значення при одночасному значенні напруги мережі живлення від плюс 5% до мінус 10% номінальної напруги і струму якоря двигуна від 0,3 Iн до Iн.

При подачі команди про припинення зварювання блок повинен: вимкнути та загальмувати якір двигуна подачі електродного дроту; відключити через певний інтервал часу (що піддається регулюванню налаштувачем) джерело зварювального струму; відключити через певний інтервал часу (що піддається регулюванню налаштувачем) подачу захисного газу.

Блок забезпечує можливість регулювання швидкості обертання приводу, подачі зварювального дроту від механізму напівавтомата, що подає, а також проведення необхідних робіт в режимі "налагодження".

Пристрій та принцип дії блоку

Блок елементів здійснює керування органами зварювального напівавтомата (електродвигуном, електроклапаном, зварювальним джерелом) для забезпечення напівавтоматичного зварювання. Блок елементів (надалі A3) складається з групи елементів, що формують напругу живлення; схеми керування циклом зварювання; схеми керування роботи електродвигуна

Група елементів, що формує напругу живлення складається з: діодів VD26 - VD29, що забезпечують 62 живлення ланцюга якоря електродвигуна подає механізму; елементів R27; VD7; C7; R55; C17, що забезпечують 15-18 живлення МС і елементів схеми; елементів VD10; VD13; C20, що компенсують вплив ЕРС самоіндукції двигуна на комутацію VS1; діода VD8, що забезпечує електричне розведення між джерелом стабілізованої напруги 15 В і джерелом пульсуючої напруги частотою 100 Гц; елементів С8; С16; С21 фільтра від імпульсних перешкод зварювального джерела під час роботи в режимі "зварювання"; гасячого резистора R26 живлення 48 обмотки збудження електродвигуна подає механізму; резистора R30 живлення 48 В обмотки електроклапану.

Схема управління циклом зварювання виконана на мікросхемах D2 - D4, транзисторах VTЗ - VT6, тиристорі VS4, реле К1 та елементах, що забезпечують їх режими. Інвертор D2.4 є буферним каскадом, який керує станом тригера D4.2, у свою чергу тригер визначає тривалість роботи режимів зварювання точками та зварювання довгими швами (у режимі зварювання короткими швами тригер D4.2 не бере участі). З виходу 11 інвертора D2.4 сигнал надходить: інвертор D2, який дає команду на включення схеми, що управляє режимом роботи електроклапану: D2.З; VT5; D2.3; VT4; S4; на схему збігу D3.1, яка дає дозвіл на роботу схеми управління електродвигуном подачі електродного дроту DA1; VT2; VS1; VT1; VS3. З виходу D3.1 сигнал надходить на схему, що управляє режимом включення зварювального джерела (VT6; D2.1; VT3; K1). Одночасно з виходу 8 тригера D4.2 сигнал надходить на схему збігу D3.2, що управляє динамічним гальмуванням електродвигуна, подачею електродного дроту (VD22; R39; C19; R28; VS2). Режим динамічного гальмування вмикається після команди "Кінець зварювання".

Розглянемо схему керування циклом зварювання в режимі "зварювання крапками".

При цьому S4 у верхньому за схемою положенні S2 знаходиться в розімкнутому стані - режим "робота". При натисканні кнопки на пальнику (тривалість натискання кнопки не впливає працювати) позитивний потенціал, відповідний балка. "1" (надалі "1") подається на вхід 12 D2.4. При цьому на 13 D2.4 присутній лог."1" з 8 виводу D4.2 (вихідний стан тригера D4.2) через скомутовані контакти перемикача S4.

На вході інвертора D2.4 утворюється балка. нуль ("0"), який змінює стан тригера D4.2 із затримкою, тривалість якої визначається часом розряду конденсатора C12 через резистори R36; R35 до напруги менше ніж 7В.

Під час відпрацювання " крапки " будь-які маніпуляції з кнопкою на пальнику не змінюють стан схеми, т.к. на 13 виводі D2.4 відсутня забороняє (нульовий) сигнал, що знімається з прямого виходу 8 тригера D4.2.

Одночасно з виходу інвертора 11 D2.4 сигнал надходить на інвертор D2.2, який дає команду елементам D2.3; VT4; VS4 включення транзистора VT4. Цей сигнал надходить і на схему збігу D3.1, з виходу якої через D1.4 надходить "1", що відкриває транзистор VT6 і формує на виході D2.1 "0", який відкриває "ключ" VT3. Через обмотку реле K1 потече струм, реле спрацьовує та своїми контактами включає зварювальне джерело.

Через VD25 надходить "1", що дозволяє роботу схеми управляючої електродвигуном подачі електродного дроту.

Згідно з циклограмою при натисканні кнопки "ПУСК" на пальнику включається електроклапан, потім зварювальне джерело та електродвигун подачі електродного дроту.

Тривалість зварювання крапками задається резистором R35. Після закінчення зварювання вимикається двигун, включається динамічне гальмування, потім з витримкою, яка задається резистором R31, вимикається зварювальне джерело і в кінці циклу з витримкою, яка задається резистором RЗЗ, вимикає електроклапан.

Розглянемо докладно кінець циклу зварювання крапками. Після закінчення зварювання надходить команда "СТОП" по входу 10 тригера D4.2 (за рахунок розряду конденсатора C12 до напруги 7В -''0"), тригер перемикається у вихідний стан, тобто на виводі 8 D4.2 -"1 ", на 9 виводі D4.2 - "0".

З виходу 9 тригера D4.2 через скомутовані контакти SA "0" надходить на схему збігу D3.1, яка дає заборону на схему управління двигуном, ланцюг живлення обмотки якоря знеструмлюється, але двигун по інерції обертається.

Майже одночасно вмикається схема динамічного гальмування. Тривалість затримки 40 мс t = 0,5 (R53, C15). Лог. "1" c 9 виведення D4.2 через контакти S4 надходить на вхід схеми збігу D3.2, яка включає тиристор динамічного гальмування VS2, відбувається замикання обмотки якоря двигун різко зупиняється.

З виходу D3.1 через VB14 надходить "0", що дає команду на вимкнення зварювального джерела. Виключення йде із затримкою, тривалість якої визначається величиною R31,"0" закриває транзистор VT6, що формує на виході D2.1 "1", яка закриє "ключ" VT3 і знеструмить реле K1. Зварювальне джерело відключиться.

Лог."1" на виході D2.1 дає команду і на вимкнення електроклапана. Заряджаючи, напруга C13 через RЗЗ, R34 (t=0,5 (R33-R34) C13) відкриє транзистор VT5. На "вході D2.3 з'явиться "1", "0", сформований на виході інвертора D2.3, відключить транзистор VТ4 і тиристор VS4. Обмотка електроклапану знеструмиться.

При роботі "КОРОТКИМИ ШВАМИ" позитивний потенціал через кнопку "ПУСК", розташовану на тримачі пальника, надходить на вхід інвертора D2.4, на виході формується "1", яка через скомутовані контакти перемикача S4 надходить на схему управління циклом в режимі "ЗВАРЮВАННЯ ТОЧКАМИ" ". Тривалість зварювання визначається тривалістю увімкненого стану кнопки "ПУСК". При її відпусканні схема повертається у вихідний стан, причому тригер D4 в роботі не бере участі.

При зварюванні "ДОВГИМИ ШВАМИ" тривалість зварювання визначається інтервалом часу між першим і наступним натисканням кнопки "ПУСК" на тримачі пальника.

При подачі позитивного потенціалу через копію "ПУСК" буферний каскад D2.4 перемикають тригер D4, і тригер запам'ятовує цей стан за допомогою самоблокування входу 13 D4.2 через інвертор D2.4.

Сигнали, що знімаються з тригера D4 та інвертора D2.4 через скомутовані контакти перключателя S4 надходять на схему управління циклом зварювання та схему управління електроприводом, аналогічно в режимі "ЗВАРЮВАННЯ ТОЧКАМИ".

Схема керування електроприводом подачі електродного дроту складається з наступних функціональних вузлів: підсумовувача, підсилювача DA1, генератора імпульсів керування VT2; R17; R18; C4; підсилювача потужності, зібраного на тиристорі VS3, схеми струмового захисту (R3; R5; VT1, VD4), тиристора динамічного гальмування VS2, оптотиристора VS1, що живить обмотку якоря електродвигуна.

На резистор, що регулює швидкість подачі електродного дроту, який знаходиться на механізмі, що подає, подається стабілізована напруга з VD8, а з движка цього резистора знімається і подається на вхід підсумовувача DA1 напруги завдання U3.

Дільник на резисторах R2, R7 підключений паралельно якорю двигуна, а з виведення резистора R2 знімається напруга зворотного зв'язку Uос і подається на підсилювач DA1, що інвертує вхід. Ця напруга пропорційна напрузі на якорі двигуна.

З резистора R9 знімається напруга Uос, пропорційна струму, що протікає через якір двигуна і резистор R29. Ця напруга через резистори R11, R12 підсумовується з напругою завдання на неінверторуючий вхід підсилювача підсумовувача D1.

Отже, на виході підсилювача отримаємо напругу неузгодженості Up

Uр = Uз-Uос.

Напруга неузгодженості подається на вхід компаратора, виконаного на одноперехідному транзисторі VT2. При досягненні напруги на конденсаторі С4, рівного поріг включення транзистора VT2, останній відкривається, і на резисторі R18 з'являється імпульс управління, який відкриває тиристор VS3, що включає тиристор VS1. У зв'язку з тим, що база 2 транзистора VT2 живиться напругою, синфазним з напругою мережі живлення, передній фронт імпульсу управління переміщається по фазі в залежності від величини Up.

У режимі, що встановився, при незмінному положенні движка резистора завдання швидкості подачі електродного дроту якір двигуна обертається з постійною швидкістю; напруга на якірних клемах і резисторі R29 не змінюється, і тому величина Uр постійна.

Якщо навантаження на валу двигуна збільшилася, то частота обертання його якоря і напруга на ньому зменшуються, а струм якірний ланцюга збільшується. Відповідно зменшується напруга негативного зворотного зв'язку Uос, і збільшується напруга позитивного зворотного зв'язку Uос.

З вищенаведеної напруги (I) очевидно, що напруга Up збільшується. Збільшення Up викликає відповідний фазовий зсув імпульсу управління на виході компаратора, і тиристор включається раніше, що призводить до збільшення напруги на якорі двигуна, а отже, частоти обертання до попереднього рівня.

Дія позитивної зворотний зв'язок Uос найефективніше при малих частотах обертання якоря, тобто. коли абсолютна величина цієї напруги можна порівняти з величиною напруги завдання, а напруга на якорі двигуна мало.

Як підсумовувач підсилювача застосовані підсилювач постійного струму КР140УД1Б (DA1). Підсилювач охоплений частотно-залежним зворотним зв'язком (С5, С6, R16).

На неінверторний вхід 11 підсилювача через резистор R14 подається напруга завдання швидкості подачі електродного дроту, а через резистор R12 - інтегрований сигнал, пропорційний струму якоря.

На інвертуючий вхід підсилювача 10 подається з дільника R2, R7 сигнал, пропорційний напрузі на якорі двигуна.

На цей вхід через резистори R15; R20 подається стабілізована напруга для установки на виході підсилювача 5, напруги рівного порога включення одноперехідного транзистора VT2 при нульовому значенні напруги, що задає.

Резистором R20 встановлюється мінімальна частота обертання якоря двигуна.

Для компенсації розкиду параметрів одноперехідних транзисторів і забезпечення ідентичності вихідних характеристик приводів база транзистора 2 VТ2 підключена до параметричного стабілізатора R24, VD9 через дільник R25.

Переміщенням движка резистора R25 в кожному екземплярі приводу на базі 2 транзистора VТ2 встановлюється така напруга, при якому напруга на емітері, виміряна осцилографом, дорівнює 3,5 В.

Напруга зворотного зв'язку струму в ланцюгу якоря знімається з дільника R9. Паралельно дільнику підключений діодний обмежувач VD1, VD2, R4 для обмеження максимальної напруги зворотного зв'язку.

Двигуном резистора R3 встановлюється необхідний поріг включення струмового захисту.

Діоди VD3, VD4 служать обмеження сигналу в ланцюгу бази транзистора VT1 й у температурної компенсації режиму роботи цього транзистора.

Реле К2 включається тумблером, розташованим на механізмі подачі, в режимі "НАЛАДКА" для подачі електродного дроту канал зварювального пальника.

Контакти реле К2 включають привід та відключають динамічне гальмування та зварювальне джерело.

При навантаженні на валу двигуна, що не перевищує допустиму, транзистор струмового відсічення VT1 закритий. Напруга з колектора цього транзистора і 9 виходу DD4.2 надходить через S4 на вхід схеми збігу D3.1. При збільшенні струму якоря зростає напруга на резистори R29 і паралельно підключеному до нього резистори R3. Двигун резистора R3 підключений до бази транзистора VT1 і встановлений таким чином, що при досягненні струму якоря значення 1,5 Iн транзистор VT1 відкривається.

Напруга по одному з входів схеми елемента D3.1 стає близьким до нуля, отже, закривається вихідний каскад підсилювача D3.1, сигнал входу 11DA1 анулюється, генератор на VT2 вимикається, і тиристор VS1 вимикає основний тиристор, керуючий двигуном, при цьому струм в ланцюга якоря двигуна відсутня, транзистор VT1 закривається, на виході D3.1 з'являється "1", що дозволяє включення двигуна - привод знову вмикається.

Таким чином, в ланцюзі якоря підтримується деяке середнє значення струму, що не перевищує допустиме.

Автор: В.Є.Тушнов

Дивіться інші статті розділу зварювальне обладнання.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Молоко даватимуть мікроби 11.06.2021

Стартап New Culture, що спеціалізується на розробці мікробів для культивування молочних білків без використання корів, планує випустити до 2023 першу моцареллу. Про це розповів співзасновник New Culture Метт Гіббсон.

У той час, як альтернативні молочні продукти стрімко заповнюють міжнародний ринок, сир дещо відстає у розвитку, оскільки функціональні якості коров'ячого білка – казеїну, відповідального за еластичність сирів, таких як моцарелла, важко відтворити.

"Казеїнові білки дуже складно отримати за допомогою точної ферментації, але ми зробили прорив у виробництві значних кількостей казеїнового білка нетваринного походження. Ця можливість дозволяє нам бути єдиною компанією з виробництва моцарелли без коров'ячого молока", - каже Гіббсон.

Стартап використовує методи синтетичної біології для вставки послідовностей ДНК у мікроби, які ефективно "програмують" їх у цільові білки - альфа-, каппа- та бета-казеїни. Вони формують міцели казеїну чи кластери казеїнових білків, які ідентичні білкам коров'ячого молока.

Новий продукт матиме абсолютно чисту етикетку. Крім культивованого казеїну до складу входять рослинні жири, невелика кількість цукру, солі, вітаміни та мінерали. Кальцій та інші солі, що містяться в коров'ячому молоці, будуть використовуватися як каталізатор для утворення міцел казеїну, паралельно "упаковуючись" у міцели білка.

Незважаючи на те, що казеїнові білки виробляються генно-інженерним мікробом, цей мікроб не присутній безпосередньо у казеїні, тому кінцевий продукт буде без ГМО. Насамперед моцарела з некоров'ячого молока з'явиться у закладах громадського харчування.

Інші цікаві новини:

▪ Монітори ViewSonic VX2462-2K-MHDU, VX2762-2K-MHDU та VX2762-4K-MHDU

▪ Розумний нашийник

▪ Атоми платини окислюють чадний газ за кімнатної температури

▪ Рекордер DVD+R/+RW із жорстким диском

▪ Хімічний коктейль морських черепах

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Аудіо та відеоспостереження. Добірка статей

▪ стаття Звідси гнів та сльози. Крилатий вислів

▪ стаття У яких органах влади Білорусії було розстріляно 13 із 15 перших керівників? Детальна відповідь

▪ стаття Проректор з навчальної роботи. Посадова інструкція