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模拟弧长反馈新技术探索

发布时间:2020-07-21 18:44:58 阅读: 来源:放料阀厂家

1引言随着现代逆变技术的高速发展,功率器件的不断改进,逆变CO2保护焊技术也日趋完善,可靠性大大增强。在此情况下,稳定走丝速度,提高焊缝成形质量,就成为逆变保护焊机生产厂商的焦点问题。为此,诸厂商绞尽脑汁,想方设法解决这个问题,其中弧长反馈技术是解决这个问题的关键技术之一。我公司在弧长反馈技术方面也进行了很多的探索,为了能够和传统保护焊机的输出接口兼容,创新地采用了模拟弧长反馈技术,取得了良好的效果。

本文引用地址:弧长反馈的原理所谓弧长反馈就是利用弧长和加在电弧上的电压成正比的关系,对弧长电压进行采样,将采样信号反馈至送丝控制电路,对送丝速度进行调节,从而稳定送丝速度,进而稳定弧长和焊接电流。弧长反馈的原理见图1。当送丝机送丝速度变快、焊接电流上升、弧长变短、弧长电压变低时,此采样信号反馈到送丝机控制电路,和前级PID的误差信号相加,一起去调节脉宽信号,使可控硅输出电压变低,送丝机速度变慢。反之,则使可控硅输出电压变高,送丝机速度变快,以此调节送丝速度,达到稳定弧长和焊接电流的目的。

3模拟弧长反馈新技术在送丝电路中引入弧长反馈,确实能够起到稳定弧长和焊接电流的作用,但也带来了一个问题,即需要增加一根从焊枪到焊机的反馈线,这将和传统的送丝机电缆接口有所区别,导致传统保护焊机的送丝系统不能在新的逆变保护焊机上使用。为此我们创新的采用了模拟弧长反馈技术,解决了这一难题,图2是模拟弧长反馈技术的原理设计框图。

通过图2和图1的对比发现,图2没有在焊枪处对弧长进行采样,而是直接对逆变CO2焊机的输出电压和电流进行采样,加权后进行减法计算,用其差值模拟弧长的变化,以此来调节脉宽和可控硅的输出,从而达到和弧长反馈一样的效果。

4遇到的问题和采取的措施模拟弧长反馈在原理上是可行的,但在实践中也存在不少问题,比如在焊机开始焊接前,焊机处于空载状态,这时输出电压较大,而输出电流为零。因此,电压和电流的差值很大,以此去控制送丝速度必然会使送丝电机飞速旋转。在焊接开始的一刹那,负载处于短路状态,输出电压为零,而输出电流迅速增加至几百安,二者的差值是一个较大的负值,将使送丝机处于停止状态。如果不采取措施,焊机将无法使用。为此,我们经过摸索,在电路中采取了如下措施:①先对正差值信号的幅度进行限制,然后再去和送丝速度的设定值进行叠加,这样就可以有效解决焊机空载时送丝电机的快速旋转问题;②将负差值信号滤掉,以防它对起弧时的送丝速度造成影响;③对差值信号进行积分,以使它能够平滑地对送丝速度进行调节。为了验证以上措施的可行性,通过电路仿真软件对电路进行了多次仿真和修改,最终取得了满意的结果。5试验改进为了对模拟弧长反馈理论的实用性进行验证,在原理设计和仿真的基础上,设计了新的送丝机控制电路,并制作了新的控制板安装在保护焊机上。开始试验时,存在起弧困难和电流大范围变化现象,通过对PID电路参数的反复调整和对控制电路的改进,以上问题得到彻底解决,经过反复焊接试验,采用模拟弧长反馈的新焊机起弧平稳、焊接电流稳定、焊缝成形好、飞溅小,非常具有实用价值。在原理样机的基础上,我们批量制作了20台这种新的逆变CO2保护焊机,在公司试用一年多,取得了令人满意的效果。

6结论本设计创新的采用了模拟弧长反馈技术,不仅成功解决了焊接电流的稳定问题,还提高了焊缝的成形质量,同时也解决了逆变保护焊机和传统保护焊机送丝机兼容难题,无论是起弧过程还是焊接过程,电流都十分平稳,能够很好的满足使用要求。参考文献[1]张力斌,《弧焊质量自动控制基础》,初版.黑龙江.哈尔滨工程大学出版社,2007.10.224页.[2]黄石生,《弧焊电源及其数字化控制》,初版.北京.机械工业出版社.2007.1.287页.[3]胡绳荪,《现代弧焊电源及其控制》,初版.北京.机械工业出版社.2007.2.259页.■

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