Блок управления сварочным полуавтоматом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Блок управления (в дальнейшем "блок") является основной частью сварочного полуавтомата типа ПДГ-312 -1 (ПДИ-304) и предназначен для организации сварочного цикла полуавтомата путем подачи управляющих сигналов на исполнительные органы последнего.

(нажмите для увеличения)

Основные параметры блока:

• Напряжение питания, В.......65
• Частота питающей сети, Гц.......50
• Коммутируемая мощность, Вт, не более.......630
• Кратность регулирования частоты вращения якоря двигателя, не менее.......10
• Длительность задержки включения сварочного источника после включения газового клапана (нерегулируемая), с.......0,5±0,1
• Длительность задержки включения привода после включения сварочного источника (нерегулируемая), с, не более.......0,5
• Длительность задержки отключения сварочного источника после отключения привода, с: не более.......0,5
• не менее.......2,5
• Длительность задержки отключения газового клапана после отключения сварочного источника, с: не более.......0,5
• не менее.......4,5
• Длительность включения двигателя при сварке "точками", с: не более.......1,0
• не менее.......5,0
• Жесткость механической характеристики в диапазоне 500-600 при нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150-69 при изменении нагрузки от 0,3Iн до Iн, не более.......+10%

Блок обеспечивает: динамическое торможение; электронную защиту якоря двигателя от перегрузок; включение продувки газа при наладке; выполнение режимов "сварка", "наладка".

Блок сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания в пределах 0,90 до 1,05 Uн.

В режиме наладки блок обеспечивает:

• включение подачи защитного газа для настройки его расхода; установку необходимой скорости подачи электродной проволоки;
• выбор рабочего цикла; сварку длинными швами; сварку короткими швами;
• сварку точечными швами.

В режиме сварки блок обеспечивает выполнение команд о начале сварки и ее прекращении. При подаче команды о начале сварки блок должен: включить подачу защитного газа, источник сварочного тока; с нерегулируемой выдержкой (0,5 с) включить подачу электродной проволоки; обеспечивать стабильность скорости подачи электродной проволоки с точностью ±10% от установленного значения при одновременном значении напряжения питающей сети от плюс 5% до минус 10% номинального напряжения и тока якоря двигателя от 0,3 Iн до Iн.

При подаче команды о прекращении сварки блок должен: выключить и затормозить якорь двигателя подачи электродной проволоки; отключить через определенный интервал времени (поддающийся регулировке настройщиком) источник сварочного тока; отключить через определенный интервал времени (поддающийся регулировке настройщиком) подачу защитного газа.

Блок обеспечивает возможность регулирования скорости вращения привода, подачи сварочной проволоки от подающего механизма полуавтомата, а также проведение необходимых работ в режиме "наладка".

Устройство и принцип действия блока

Блок элементов осуществляет управление органами сварочного полуавтомата (электродвигателем, электроклапаном, сварочным источником) для обеспечения полуавтоматической сваркой. Блок элементов (в дальнейшем A3) состоит из группы элементов, формирующих напряжение питания; схемы управления циклом сварки; схемы управления работы электродвигателя.

Группа элементов, формирующая напряжение питания состоит из: диодов VD26 - VD29, обеспечивающих 62 В питание цепи якоря электродвигателя подающего механизма; элементов R27; VD7; C7; R55; C17, обеспечивающих 15-18 В питание МС и элементов схемы; элементов VD10; VD13; C20, компенсирующих влияние ЭДС самоиндукции двигателя на коммутацию VS1; диода VD8, обеспечивающего электрическую разводку между источником стабилизированного напряжения 15 В и источником пульсирующего напряжения частотой 100 Гц; элементов С8;С16;С21 фильтра от импульсных помех сварочного источника при работе в режиме "сварка"; гасящего резистора R26 питания 48 В обмотки возбуждения электродвигателя подающего механизма; гасящего резистора R30 питания 48 В обмотки электроклапана.

Схема управления циклом сварки выполнена на микросхемах D2 - D4, транзисторах VTЗ - VT6, тиристоре VS4, реле К1 и элементах, обеспечивающих их режимы. Инвертор D2.4 является буферным каскадом, который управляет состоянием триггера D4.2, в свою очередь триггер определяет длительность работы режимов сварка точками и сварки длинными швами (в режиме сварки короткими швами триггер D4.2 нe участвует). С выхода 11 инвертора D2.4 сигнал поступает: на инвертор D2, который дает команду на включение схемы, управляющей режимом работы электроклапана: D2.З; VT5; D2.3; VT4; S4; на схему совпадения D3.1, которая дает разрешение для работы схемы управления электродвигателем подачи электродной проволоки DA1; VT2; VS1; VT1; VS3. С выхода D3.1 сигнал поступает на схему, управляющую режимом включения сварочного источника (VT6; D2.1; VT3; K1). Одновременно с выхода 8 триггера D4.2 сигнал поступает на схему совпадения D3.2, управляющую динамическим торможением электродвигателя, подачей электродной проволоки (VD22; R39; C19; R28; VS2). Режим динамического торможения включается после команды "Конец сварки".

Рассмотрим схему управления циклом сварки в режиме "сварка точками".

При этом S4 в верхнем по схеме положении, S2 находится в разомкнутом состоянии - режим "работа". При нажатии кнопки на горелке (продолжительность нажатия кнопки не оказывает влияния на работу) положительный потенциал, соответствующий лог. "1" (в дальнейшем "1") подается на вход 12 D2.4. При этом на 13 D2.4 присутствует лог."1" с 8 вывода D4.2 (исходное состояние триггера D4.2) через скоммутированные контакты переключателя S4.

На входе инвертора D2.4 появляется лог. нуль ("0"), который меняет состояние триггера D4.2 с задержкой, длительность которой определяется временем разряда конденсатора C12 через резисторы R36; R35 до напряжения менее 7В.

За время отработки "точки" любые манипуляции с кнопкой на горелке не изменяют состояние схемы, т.к. на 13 выводе D2.4 отсутствует запрещающий (нулевой) сигнал, снимаемый с прямого выхода 8 триггера D4.2.

Одновременно с выхода 11 инвертора D2.4 сигнал поступает на инвертор D2.2, который дает команду элементам D2.3; VT4; VS4 на включение транзистора VT4. Этот сигнал поступает и на схему совпадения D3.1, с выхода которой через D1.4 поступает "1", открывающая транзистор VT6 и формирующая на выходе D2.1 "0", который открывает "ключ" VT3. Через обмотку реле K1 потечет ток, реле срабатывает и своими контактами включает сварочный источник.

Через VD25 поступает "1", разрешающая работу схемы управляющей электродвигателем подачи электродной проволоки.

Согласно циклограмме при нажатии кнопки "ПУСК" на горелке включается электроклапан, затем сварочный источник и электродвигатель подачи электродной проволоки.

Длительность сварки точками задается резистором R35. По окончании сварки выключается двигатель, включается динамическое торможение, затем с выдержкой, которая задается резистором R31, выключается сварочный источник и в конце цикла с выдержкой, которая задается резистором RЗЗ, выключает злектроклапан.

Рассмотрим подробно конец цикла сварки точками. По окончании сварки поступает команда "СТОП" по входу 10 триггера D4.2 (за счет разряда конденсатора C12 до напряжения 7В -’’0"), триггер переключается в исходное состояние, т.е. на 8 выводе D4.2 -"1", на 9 выводе D4.2 - "0".

С выхода 9 триггера D4.2 через скоммутированные контакты SA "0"’поступает на схему совпадения D3.1, которая дает запрет на схему управления двигателем, цепь питания обмотки якоря обесточивается, но двигатель по инерции вращается.

Почти одновременно включается схема динамического торможения. Длительность задержки 40 мс t= 0,5 (R53,C15). Лог. "1" c 9 вывода D4.2 через контакты S4 поступает на вход схемы совпадения D3.2, которая включает тиристор динамического торможения VS2, происходит замыкание обмотки якоря, двигатель резко останавливается.

С выхода D3.1 через VB14 поступает "0", который дает команду на выключение сварочного источника. Выключение идет с задержкой, длительность которой определяется величиной R31,"0" закрывает транзистор VT6, формирующий на выходе D2.1 "1", которая закроет "ключ" VT3 и обесточит реле K1. Сварочный источник отключится.

Лог."1" на выходе D2.1 дает команду и на выключение злектроклапана. Заряжаясь, напряжение C13 через RЗЗ, R34 (t=0,5 (R33-R34) C13) откроет транзистор VT5. На "входе D2.3 появится "1", "0", сформированный на выходе инвертора D2.3, отключит транзистор VТ4 и тиристор VS4. Обмотка электроклапана обесточится. Длительность выключения клапана газоотсекателя определяется величиной RЗЗ.

При работе "КОРОТКИМИ ШВАМИ" положительный потенциал через кнопку "ПУСК", расположенную на держателе горелки, поступает на вход инвертора D2.4, на выходе формируется "1", которая через скоммутированные контакты переключателя S4 поступает на схему управления циклом в режиме "СВАРКА ТОЧКАМИ". Продолжительность сварки определяется длительностью включенного состояния кнопки "ПУСК". При ее отпускании схема возвращается в исходное состояние, при этом триггер D4 в работе не участвует.

При сварке "ДЛИННЫМИ ШВАМИ" продолжительность сварки определяется интервалом времени между первым и последующим нажатиями кнопки "ПУСК" на держателе горелки.

При подаче положительного потенциала через копку "ПУСК" буферный каскад D2.4 переключат триггер D4, и триггер запоминает это состояние посредством самоблокировки по входу 13 D4.2 через инвертор D2.4.

Сигналы, снимаемые с триггера D4 и инвертора D2.4 через скоммутированные контакты перключателя S4 поступают на схему управления циклом сварки и схему управления электроприводом, аналогично в режиме "СВАРКА ТОЧКАМИ".

Схема управления электроприводом подачи электродной проволоки состоит из следующих функциональных узлов: суммирующего, усилителя DA1, генератора импульсов управления VT2; R17; R18; C4; усилителя мощности, собранного на тиристоре VS3, схемы токовой защиты (R3; R5; VT1, VD4), тиристора динамического торможения VS2, оптотиристора VS1, питающего обмотку якоря электродвигателя.

На резистор, регулирующий скорость подачи электродной проволоки, который находится на подающем механизме, подается стабилизированное напряжение с VD8, а с движка этого резистора снимается и подается на вход суммирующего усилителя DA1 напряжения задания U3.

Делитель на резисторах R2, R7 подключен параллельно якорю двигателя, а с вывода резистора R2 снимается напряжение обратной связи Uос и подается на инвертирующий вход усилителя DA1. Это напряжение пропорционально напряжению на якоре двигателя.

С резистора R9 снимается напряжение Uос, пропорциональное току, протекающему через якорь двигателя и резистор R29. Это напряжение через резисторы R11, R12 суммируется с напряжением задания на неинвертарующий вход суммирующего усилителя D1.

Следовательно, на выходе усилителя получим напряжение рассогласования Up

Uр=Uз-Uос.

Напряжение рассогласования подается на вход компаратора, выполненного на однопереходном транзисторе VT2. При достижении напряжения на конденсаторе С4, равного порогу включения транзистора VT2, последний открывается, и на резисторе R18 появляется импульс управления, который открывает тиристор VS3, включающий тиристор VS1. В связи с тем что база 2 транзистора VT2 питается напряжением, синфазным с напряжением питающей сети, передний фронт импульса управления перемещается по фазе в зависимости от величины Up.

В установившемся режиме при неизменном положении движка резистора задания скорости подачи электродной проволоки якорь двигателя вращается с постоянной скоростью; напряжение на якорных клеммах и на резисторе R29 не меняется, и поэтому величина Uр постоянная.

В случае, если нагрузка на валу двигателя увеличилась, то частота вращения его якоря и напряжение на нем уменьшаются, а ток якорный цепи увеличивается. Соответственно уменьшается напряжение отрицательной обратной связи Uос, и увеличивается напряжение положительной обратной связи Uос.

Из приведенного выше напряжения (I) очевидно, что напряжение Up увеличивается. Увеличение Up вызывает соответствующий фазовый сдвиг импульса управления на выходе компаратора, и тиристор включается раньше, что приводит к увеличению напряжения на якоре двигателя, а следовательно, и частоты вращения до прежнего уровня.

Действие положительной обратной связи Uос наиболее эффективно при малых частотах вращения якоря, т.е. когда абсолютная величина этого напряжения соизмерима с величиной напряжения задания, а напряжение на якоре двигателя мало.

В качестве суммирующего усилителя применены усилитель постоянного тока КР140УД1Б (DA1). Усилитель охвачен частотно-зависимой обратной связью (С5, С6, R16).

На неинвертарущий вход 11 усилителя через резистор R14 подается напряжение задания скорости подачи электродной проволоки, а через резистор R12 - интегрированный сигнал, пропорциональный току якоря.

На инвертирующий вход 10 усилителя подается с делителя R2, R7 сигнал, пропорциональный напряжению на якоре двигателя.

На этот же вход через резисторы R15; R20 подается стабилизированное напряжение для установки на выходе 5 усилителя, напряжения равного порогу включения однопереходного транзистора VT2 при нулевом значении задающего напряжения.

Резистором R20 устанавливается минимальная частота вращения якоря двигателя.

Для компенсации разброса параметров однопереходных транзисторов и обеспечение идентичности выходных характеристик приводов база 2 транзистора VТ2 подключена к параметрическому стабилизатору R24, VD9 через делитель R25.

Перемещением движка резистора R25 в каждом экземпляре привода на базе 2 транзистора VТ2 устанавливается такое напряжение, при котором напряжение на эмиттере, измеренное осциллографом, будет равно 3,5 В.

Напряжение обратной связи по току в цепи якоря снимается с делителя R9. Параллельно делителю подключен диодный ограничитель VD1, VD2, R4 для ограничения максимального напряжения обратной связи.

Движком резистора R3 устанавливается необходимый порог включения токовой защиты.

Диоды VD3, VD4 служат для ограничения сигнала в цепи базы транзистора VT1 и для температурной компенсации режима работы этого транзистора.

Реле К2 включается тумблером, расположенным на механизме подачи, в режиме "НАЛАДКА" для подачи электродной проволоки в канал сварочной горелки.

Контакты реле К2 включают привод и отключают динамическое торможение и сварочный источник.

При нагрузке на валу двигателя, не превышающей допустимую, транзистор токовой отсечки VT1 закрыт. Напряжение с коллектора этого транзистора и выхода 9 DD4.2 поступает через S4 на вход схемы совпадения D3.1. При увеличении тока якоря растет напряжение на резисторе R29 и на параллельно подключенном к нему резисторе R3. Движок резистора R3 подключен к базе транзистора VT1 и установлен таким образом, что при достижений тока якоря значения 1,5 Iн транзистор VT1 открывается.

Напряжение по одному из входов схемы элемента D3.1 становится близким к нулю, следовательно, закрывается выходной каскад усилителя D3.1, сигнал по входу 11DA1 аннулируется, генератор на VT2 выключается, и тиристор VS1 выключает основной тиристор, управляющий двигателем, при этом ток в цепи якоря двигателя отсутствует, транзистор VT1 закрывается, на выходе D3.1 появляется "1", разрешающая включение двигателя - привод снова включается.

Таким образом, в цепи якоря поддерживается некоторое среднее значение тока, не превышающее допустимое.

Автор: В.Е.Тушнов

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Электрокроссовер Volvo EX60 02.02.2026 Премиальные электромобили среднего класса продолжают эволюционировать, предлагая все больший запас хода, ускоренную зарядку и повышенный уровень безопасности. Шведская компания Volvo представила свой новый электрический кроссовер EX60 - полноценный SUV, который сразу заявляет о себе как об одном из лидеров сегмента по дальности пробега и надежности аккумулятора. Модель способна проехать до 400 миль (примерно 644 км) по американскому циклу EPA и до 810 км по более оптимистичному европейскому циклу WLTP, что ставит ее в один ряд с лучшими представителями класса. Volvo EX60 стал первым серийным электромобилем марки, в конструкции которого применена технология gigacasting - литье крупных элементов кузова из единой формы. Автомобиль построен на современной 800-вольтовой архитектуре и поддерживает сверхбыструю зарядку мощностью до 400 кВт через разъем NACS, что открывает доступ к сети Tesla Supercharger. На станции V4 кроссовер получает до 173 миль (278 км) пробега всего за 10 минут, а зарядка от 10 % до 80 % занимает всего 18 минут. Кроме того, модель оснащена двунаправленной зарядкой мощностью 22 кВт - функцией, которую Tesla пока предлагает только на Cybertruck и лишь на уровне 11 кВт. Особое внимание Volvo уделила долговечности батареи: сразу при покупке владелец получает 10-летнюю гарантию, сохраняющую не менее 320 миль (515 км) запаса хода к концу срока. Для сравнения, у Tesla аналогичная 10-летняя гарантия до недавнего времени была только платной опцией, а стандартная для Model X составляет 280 миль после 8 лет. Линейка включает три основные модификации. Базовая версия P6 с задним приводом оснащена одним электромотором мощностью 374 л.с. и крутящим моментом 480 Нм, разгоняется до 100 км/ч за 5,9 секунды и питается от батареи емкостью 83 кВтч, обеспечивая до 620 км пробега по WLTP. Средняя комплектация P10 AWD с двумя моторами выдает 510 л.с. и 710 Нм, сокращая время разгона до 4,6 секунды, а батарея на 95 кВтч позволяет проехать 660 км. Флагманская версия P12 AWD поднимает планку еще выше: суммарная отдача силовой установки достигает 680 л.с. и 790 Нм, разгон до "сотни" занимает 3,9 секунды, а аккумулятор емкостью 117 кВтч гарантирует рекордные 810 км по циклу WLTP. Максимальная скорость всех версий ограничена электроникой на отметке 180 км/ч. EX60 получил одну из самых продвинутых систем безопасности в классе: датчики HuginCore, кузов с элементами gigacasting и первые в мире мультиадаптивные ремни безопасности. Для комфорта предусмотрены адаптивная пневмоподвеска, массаж передних сидений, электрохромная панорамная крыша и проекционная система Forest Light, создающая в салоне световые эффекты. Мультимедиа поддерживает Google Gemini для общения на естественном языке и Apple Music, а опциональная аудиосистема Bowers & Wilkins насчитывает 28 динамиков, включая встроенные в подголовники. Длина автомобиля составляет 4803 мм, колесная база - 2970 мм, объем багажника - 523 л (до 1647 л со сложенными сиденьями), плюс 85-литровый "фронтальный" отсек. Отдельно предлагается версия CrossCountry с увеличенным на 20 мм клиренсом, пневмоподвеской с регулировкой высоты и защитными элементами. Базовая заднеприводная версия EX60 P6 обойдется примерно в 60 000 долларов (62 990 евро), а флагманская полноприводная P12 - около 70 000 долларов (71 990 евро). Даже в максимальной комплектации новый Volvo заметно дешевле сопоставимой Tesla Model X AWD - разница достигает 30 000 долларов, при этом EX60 предлагает больший запас хода, более быструю зарядку, лучшую гарантию на батарею и более премиальный интерьер.

Другие интересные новости:

▪ Цифровой ТВ-тюнер для Xbox One

▪ Полупрозрачные гибкие солнечные батареи

▪ Дорожная развязка на дне океана

▪ Панорамная камера LG 360 CAM

▪ Радиаторы из нанотрубок

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья Иллюзии цветового зрения. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Сколько существует видов мух? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Aiwa. Справочник

▪ статья Ампервольтметр для лабораторного блока питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Схема универсального кабеля (GSM box). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026