Влияние ЭМП на электросварочные установки

 

Виды динамических моделей ЭСУ определяются типами этих установок и их систем управления. Поэтому проведем анализ систем управления ЭСУ. Процесс сварки характеризуется следующими параметрами: величиной сварочного тока, временем его протекания, усилием сжатия электродов и размерами их рабочей поверхности. Шовная и стыковая сварка характеризуется также скоростью перемещения деталей. Эти параметры могут быть как постоянными, так и изменяться по определенной программе. С помощью систем управления (СУ) осуществляется: включение, регулирование и отключение сварочного тока; регулирование продолжительности и последовательности всех операций; изменение скорости вращения роликов (шовные машины) или перемещения передвижной плиты (стыковые машины); включение и регулирование усилия сжатия электродов (роликов); подача охлаждения и др. Кроме управления основными параметрами сварочного режима СУ обеспечивает ряд вспомогательных операций: индикацию установленных параметров; управление подачей изделий (на автоматических линиях); контроль за состоянием и исправностью отдельных узлов и блоков; техническую диагностику.

Особенность цикла сварки (кратковременность, стабильность, повторяемость) предъявляет жесткие требования к СУ: малоинерционность, высокая автоматизация, точность работы, надежность, помехозащищенность.

По принципу действия выделяют четыре основные группы СУ ЭСУ: жесткого управления; с автоматической компенсацией; с автоматическим регулированием (по отклонению регулируемой величины); комбинированные системы жесткого управления, автоматической компенсации и регулирования.

Системы жесткого управления широко используются в машинах точечной и шовной сварки. Особенностью таких систем является неучет влияния возникающих возмущений (изменения питающего напряжения и частоты, несинусоидальности, изменения параметров сварочного контура и т.д.) на действительный ход сварочного процесса. Основным их достоинством является простота аппаратуры и безынерционность изменения электрических параметров. Наиболее распространены системы жесткого управления, обеспечивающие постоянство времени сварки и не изменяющегося во времени сварочного тока (постоянство угла управления). Они позволяют получить хорошее качество сварки широко применяемых металлов при небольших возмущениях. Более совершенной является система, обеспечивающая t_св = const и I = f(t). Вид функции f(t) зависит от вида материала свариваемых деталей, усилия сжатия и т.д. Для изменения тока во времени используют различного рода модуляторы. Подбирая вид функции f(t), можно достичь высокого качества сварки. Закон изменения тока может быть задан вручную или на программоносителе. Некоторые системы жесткого управления обеспечивают режим многоимпульсной сварки для металлов с повышенной склонностью к закаливанию, при этом они позволяют регулировать число, форму и длительность импульсов сварочного тока.

Более стабильную сварку позволяют получить системы с автокомпенсацией. В отличие от систем жесткого управления они снабжены устройствами, изменяющими и преобразующими сигнал возмущений и подающими результат на вход блока управления током в виде дополнительного воздействия, тем самым осуществляется компенсация возмущений.

Наиболее совершенными являются СУ с использованием обратных связей по контролируемому параметру, они позволяют поддерживать параметры сварочного процесса в заданных пределах. Для обеспечения устойчивости таких систем в цепь обратной связи вводятся инерционные звенья. Некоторая инерционность систем не позволяет их использовать при времени сварки менее 0,1 с.

Комбинированные системы позволяют получить сварку высокого качества практически любых материалов при достаточном быстродействии.

Для управления параметрами стыковой сварки применяются системы с автоматической компенсацией, замкнутые системы автоматического управления и комбинированные системы. Система управления стыковой сварки обеспечивает: управление скоростью оплавления; управление циклом сварки в функции перемещения подвижного торца свариваемых деталей; коррекцию тока сварки по скорости оплавления в функции подводимого напряжения; регулирование и счет импульсов подогрева; управление работой пневматических и гидравлических систем.