專利名稱：熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電焊機(jī)的控制技術(shù)，具體地說是一種電焊機(jī)的電壓與頻率的轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
在熔化極氣體保護(hù)焊中，電弧的穩(wěn)定性主要取決于電弧弧長(zhǎng)的穩(wěn)定性。為了控制弧長(zhǎng)，必須找到一個(gè)物理量，能夠準(zhǔn)確及時(shí)的反映電弧長(zhǎng)度的變化。一般來(lái)說，我們都選取電弧電壓作為表征電弧長(zhǎng)度的物理量。在熔化極脈沖氬弧焊中，電源的能量是以脈沖方式輸出的，我們通過采樣反饋電壓，計(jì)算脈沖頻率，以壓頻轉(zhuǎn)換的方式，調(diào)節(jié)輸出電壓的平均值保持穩(wěn)定。壓頻轉(zhuǎn)換的靈敏度和精度，直接影響電弧弧長(zhǎng)的穩(wěn)定性。
壓頻轉(zhuǎn)換的結(jié)果主要取決于兩個(gè)因素，一是反饋電壓選取。目前常用的有平均電壓反饋和瞬時(shí)電壓反饋兩種方式。平均電壓反饋是用硬件濾波電路或軟件數(shù)字濾波技術(shù)，獲得一段時(shí)間電弧電壓的平均值，以此作為表征電弧弧長(zhǎng)的物理量。很明顯，采用這種方式必須有足夠長(zhǎng)的采樣時(shí)間，采用保證信號(hào)的準(zhǔn)確性。所以很難保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。另一種是采用電弧某個(gè)階段的瞬時(shí)電壓作為表征電弧長(zhǎng)度的反饋量，例如采用脈沖上升后2ms時(shí)的電壓值表征電弧長(zhǎng)度。這種方式比較前一種方式有了進(jìn)步，但是壓頻轉(zhuǎn)換的結(jié)果還要取決于另一個(gè)因素壓頻轉(zhuǎn)換電路或算法的靈敏度和精度。采用常規(guī)的算法，很難兼顧系統(tǒng)的響應(yīng)速度和超調(diào)量，所以這方式一般需要數(shù)個(gè)周期才能調(diào)整到穩(wěn)定值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于尋求一種熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法，以提高壓頻轉(zhuǎn)換電路的靈敏度與精度。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法包括a、給定一個(gè)脈沖峰值電流，其中峰值電流的幅值和時(shí)間為一常數(shù)，檢測(cè)與脈沖峰值階段對(duì)應(yīng)的焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，計(jì)算與峰值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S1；b、脈沖峰值過后給定一個(gè)恒定的基值電流，檢測(cè)其實(shí)際焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，每檢測(cè)一次實(shí)際焊接電壓，計(jì)算一次基值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S2；c、當(dāng)S2的面積與S1相等時(shí)發(fā)出下一個(gè)脈沖峰值電流，至此一個(gè)壓頻轉(zhuǎn)換過程結(jié)束。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用該種壓頻轉(zhuǎn)換方式的熔化極脈沖氬弧焊機(jī)，其工藝性能穩(wěn)定，并具有較強(qiáng)的電弧自身調(diào)節(jié)能力。


圖1壓頻轉(zhuǎn)換的機(jī)理。
圖2為壓頻轉(zhuǎn)換控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法如下a、給定一個(gè)脈沖峰值電流，其中峰值電流的幅值和時(shí)間為一常數(shù)，檢測(cè)與脈沖峰值階段對(duì)應(yīng)的焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，計(jì)算與峰值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S1；b、脈沖峰值過后給定一個(gè)恒定的基值電流，檢測(cè)其實(shí)際焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，每檢測(cè)一次實(shí)際焊接電壓，計(jì)算一次基值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S2；c、當(dāng)S2的面積與S1相等時(shí)發(fā)出下一個(gè)脈沖峰值電流，至此一個(gè)壓頻轉(zhuǎn)換過程結(jié)束。
傳統(tǒng)的壓頻轉(zhuǎn)換步驟如下1、根據(jù)設(shè)定的焊接電壓，給定一個(gè)初始脈沖頻率，其中峰值電流時(shí)間為一常數(shù)。
2、檢測(cè)實(shí)際焊接電壓，對(duì)采樣的焊接電壓進(jìn)行濾波，取其平均值。
3、比較焊接電壓平均值與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果再調(diào)整脈沖頻率，直到焊接平均電壓與設(shè)定的焊接電壓相等為止。
這種傳統(tǒng)方法所存在問題是很難兼顧系統(tǒng)的響應(yīng)速度和超調(diào)量，所以一般需要數(shù)個(gè)周期才能調(diào)整到穩(wěn)定值。
由于本發(fā)明采用了一種新的壓頻轉(zhuǎn)換方式，在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，就可以使電弧的電壓平均值同設(shè)定值相同。如圖1所示。A為電弧電壓的瞬態(tài)值。B為電弧電壓的設(shè)定值。在達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電弧電壓的瞬時(shí)值分布在設(shè)定值的兩邊，而且上下部分的面積相等。利用這個(gè)原理，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定迅速的壓頻轉(zhuǎn)換。
在脈沖階段，采樣電弧電壓，計(jì)算該電弧電壓和設(shè)定值之間的面積S1，當(dāng)脈沖過后，計(jì)算瞬時(shí)電壓和設(shè)定值之間的面積S2，當(dāng)S1＝S2時(shí)，再發(fā)出下一個(gè)脈沖。這樣，可以保證在任何一個(gè)周期內(nèi)，電弧電壓的平均值都和設(shè)定電壓相同。圖1所示為本機(jī)電弧臺(tái)階實(shí)驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)。
將本發(fā)明用于PMIG-500熔化極脈沖氬弧焊機(jī)中，可取得很好的效果。
權(quán)利要求
1.一種熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法，其特征是a、給定一個(gè)脈沖峰值電流，其中峰值電流的幅值和時(shí)間為一常數(shù)，檢測(cè)與脈沖峰值階段對(duì)應(yīng)的焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，計(jì)算與峰值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S1；b、脈沖峰值過后給定一個(gè)恒定的基值電流，檢測(cè)其實(shí)際焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，每檢測(cè)一次實(shí)際焊接電壓，計(jì)算一次基值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S2；c、當(dāng)S2的面積與S1相等時(shí)發(fā)出下一個(gè)脈沖峰值電流，至此一個(gè)壓頻轉(zhuǎn)換過程結(jié)束。
全文摘要
熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法，涉及電焊機(jī)的控制技術(shù)。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，熔化極脈沖氬弧焊機(jī)的壓頻轉(zhuǎn)換方法包括a.給定一個(gè)脈沖峰值電流，其中峰值電流的幅值和時(shí)間為一常數(shù)，檢測(cè)與脈沖峰值階段對(duì)應(yīng)的焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，計(jì)算與峰值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S1；b.脈沖峰值過后給定一個(gè)恒定的基值電流，檢測(cè)其實(shí)際焊接電壓，與設(shè)定的焊接電壓進(jìn)行比較，每檢測(cè)一次實(shí)際焊接電壓，計(jì)算一次基值對(duì)應(yīng)的焊接電壓和設(shè)定的焊接電壓之間的差值與時(shí)間的面積S2；c.當(dāng)S2的面積與S1相等時(shí)發(fā)出下一個(gè)脈沖峰值電流，至此一個(gè)壓頻轉(zhuǎn)換過程結(jié)束。本發(fā)明可以提高壓頻轉(zhuǎn)換電路的靈敏度與精度。
文檔編號(hào)B23K9/173GK1943952SQ20061009724
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者徐惠忠, 陳將全 申請(qǐng)人:徐惠忠