焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法

2023-05-07 09:36:16 1

專利名稱：焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法
技術領域：
本發明涉及的是一種焊接電源電網電壓波動補償方法，特別是一種焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法，屬於焊接技術領域。
背景技術：
電網電壓的波動是電力行業不能解決的問題，但按標準有一定的波動範圍，一般為額定電壓值的-15％-+15％範圍內波動，另外，在企業電網中用電高峰與用電谷底不同時間段電網電壓的差值也很大，因此在焊接電源控制電路設計中為保證焊接輸出迴路的穩定和焊接工作參數的穩定，必須要設置電網電壓的補償環節。經文獻檢索發現，劉作英在《電焊機》，2000(11)上撰文「CO2氣體保護焊機的網壓波動補償」，該文提出採用傳統的焊接電源電網電壓波動補償方法即採用模擬器件組成的電網電壓波動採樣電路，其輸出為模擬信號，將該模擬信號與控制焊接輸出迴路的模擬控制電路的給定信號進行增或減的累加，以達到修正控制焊接主迴路功率器件的信號，如修正可控矽焊接電源中主迴路功率可控矽導通角的大小。這種電網電壓波動補償方法在理論上是很優秀的方法，可以實時補償，但是實際上這種採用模擬元件組成的電網電壓波動補償電路受環境溫度及元器件一致性的影響很大，這種模擬器件當溫度從25℃變化到70℃時，模擬器件本身的工作點就要漂移很多，電網電壓波動補償往往還補償不了模擬器件工作點漂移，因此這種電網電壓波動補償作用是極其有限的。

發明內容
本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法，使本發明的應用避免了現有技術中複雜模擬器件構成的電壓波動補償電路，提高了控制電路的控制精度。電網電壓以交流方式供電，其電壓處于波動狀態，一般控制在額定值的-15％-+15％範圍之間，企業電網也會因用電不均衡或某一城市電網用電不均衡，電網供電電壓的上下值會出現很大差異，甚至超出額定值的-15％-+15％範圍之外，採用數位化的等分區間查表方式進行電網電壓補償可以將電網電壓波動引起的焊接輸出主迴路穩定在一定的波動範圍內，確保焊接工作點的穩定。
交流電網電壓經主變壓器T1的次級線圈X降壓，經二極體D1、D2、D3、D4整流，經電容C1、C2濾波形成紋波係數很小的直流信號，此直流信號經穩壓管Z1、Z2，電阻R1、R2與數位訊號處理器的A/D腳相連接，然後，由數位訊號處理器片上的A/D轉換模塊把電網電壓波動的模擬信號轉換成電網電壓波動的數位訊號，數位訊號處理器根據電網電壓波動的數位訊號經軟體編程查詢電網電壓波動等分區間補償表，給出主迴路功率可控矽因電網電壓波動所需修正的移相相位值，然後，此修正的移相相位值與主迴路功率可控矽所設定移相相位值進行加或減的處理，形成主迴路功率可控矽的移相相位值，經光電隔離驅動焊接電源主迴路功率可控矽，從而穩定控制焊接電源的輸出工作點。
此電網電壓波動等分區間補償表是通過大量試驗製成的，其主要核心內容是將電網電壓額定值波動在-15％-+15％範圍內等分成若干區間，可以等分成16區間，也可以等分成32區間，每一區間對應一個主迴路功率可控矽的應需修正的值，當數位訊號處理器經A/D轉換獲得電網電壓波動直流信號，通過查表程序在其對應區間尋找一個對應的電網電壓波動移相相位修正值，再與數位訊號處理器原先軟體設定的移相相位值進行加或減處理，處理後的控制信號經光電隔離直接驅動焊接主迴路功率可控矽。
如果由於某種原因，電網電壓波動處於-15％-+15％範圍之外，則不設等分區間，只設二個上超和下超區間即設一個大於+15％額定值和一個小於-15％額定值的區間，在這二個區間設置相應的電網電壓波動移相相位修正值。
本發明具有實質性特點和顯著進步，本發明採用數位訊號處理器進行電網電壓波動補償，用軟體化的數字方式進行等分區間查表補償方法，避免了複雜模擬器件構成的電網電壓補償電路，其控制電路非常簡單，可靠性得到了很大提高，而且數位化的處理過程穩定，控制精度得到保證。


圖1本發明控制電路實例示意圖
具體實施例方式如圖1所示，本發明交流電網電壓經主變壓器T1的次級線圈X降壓，經二極體D1、D2、D3、D4整流，經電容C1、C2濾波形成紋波係數很小的直流信號，此直流信號經穩壓管Z1、Z2，電阻R1、R2與數位訊號處理器3的A/D腳相連接，然後，由數位訊號處理器3片上的A/D轉換模塊把電網電壓波動的模擬信號轉換成電網電壓波動的數位訊號，數位訊號處理器3根據電網電壓波動的數位訊號經軟體編程查詢電網電壓波動等分區間補償表，給出主迴路功率可控矽2因電網電壓波動所需修正的移相相位值，然後，此修正的移相相位值與主迴路功率可控矽2所設定移相相位值進行加或減的處理，形成主迴路功率可控矽2的移相相位值，經光電隔離1驅動焊接電源主迴路功率可控矽2，穩定控制焊接電源的輸出工作點。
以下通過一個控制電路的實例來實現本發明的目的，控制電路的構成和連接方式為二極體D1的陽極，D3的陰極與主變壓器T1的次級線圈X的a端連接，二極體D2的陽極，D4的陰極與主變壓器T1的次級線圈X的b端連接，二極體D1、D2的陽極與電解電容C1的正端、電容C2、穩壓管Z1的陰極連接，穩壓管Z1的陽極與電阻R1連接，電阻R1、R2、穩壓管Z1的陰極與數位訊號處理器3的A/D腳連接，二極體D3、D4的陽極、電解電容C1的負端、電容C2、電阻R2、穩壓管Z2的陽極並接接地GND。
權利要求
1.一種焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法，其特徵在於將電網電壓額定值波動在-15％-+15％範圍內等分成若干區間，可以等分成16區間，也可以等分成32區間，每一區間對應一個主迴路功率可控矽(2)的應需修正的值，當數位訊號處理器(3)經A/D轉換獲得電網電壓波動直流信號，通過查表程序在其對應區間尋找一個對應的電網電壓波動移相相位修正值，再與數位訊號處理器(3)原先軟體設定的移相相位值進行加或減處理，處理後的控制信號經光電隔離(1)直接驅動焊接主迴路功率可控矽(2)。
2.根據權利要求1所述的這種焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法，其特徵是電網電壓波動處於-15％-+15％範圍之外，則不設等分區間，只設二個上超和下超區間即設一個大於+15％額定值和一個小於-15％額定值的區間，在這二個區間設置相應的電網電壓波動修正移相相位修正值。
3.根據權利要求1所述的這種焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法，其特徵是交流電網電壓經主變壓器T1的次級線圈X降壓，經二極體D1、D2、D3、D4整流，經電容C1、C2濾波形成紋波係數很小的直流信號，此直流信號經穩壓管Z1、Z2，電阻R1、R2與數位訊號處理器(3)的A/D腳相連接，然後，由數位訊號處理器(3)片上的A/D轉換模塊把電網電壓波動的模擬信號轉換成電網電壓波動的數位訊號，數位訊號處理器(3)根據電網電壓波動的數位訊號經軟體編程查詢電網電壓波動等分區間補償表，給出主迴路功率可控矽(2)因電網電壓波動所需修正的移相相位值，然後，此修正的移相相位值與主迴路功率可控矽(2)所設定移相相位值進行加或減的處理，形成主迴路功率可控矽(2)的移相相位值，經光電隔離(1)驅動焊接電源主迴路功率可控矽(2)，穩定控制焊接電源的輸出工作點。
全文摘要
焊接電源電網電壓波動等分區間查表補償方法屬於焊接技術領域。本發明將電網電壓額定值波動在－15%—+15%範圍內等分成若干區間,可以等分成16區間,也可以等分成32區間,每一區間對應一個主迴路功率可控矽的應需修正的值,當數位訊號處理器經A/D轉換獲得電網電壓波動直流信號,通過查表程序在其對應區間尋找一個對應的電網電壓波動移相相位修正值,再與數位訊號處理器原先軟體設定的移相相位值進行加或減處理,處理後的控制信號經光電隔離直接驅動焊接主迴路功率可控矽。本發明具有實質性特點和顯著進步,本發明避免了複雜模擬器件構成的電網電壓補償電路,其控制電路非常簡單,可靠性得到了很大提高,數位化的處理過程穩定,控制精度得到保證。
文檔編號B23K9/10GK1385955SQ0211226
公開日2002年12月18日 申請日期2002年6月27日 優先權日2002年6月27日
發明者華學明, 吳毅雄, 張勇, 蔡豔, 於乾波, 付延安 申請人:上海交通大學