[其他]点焊、凸焊和缝焊中焊接电流的恒流控制——焊接电流零点控制法

说明书

一种控制点焊、凸焊和缝焊过程中焊接电流恒定的方法。

本发明涉及电阻焊接的控制方法与控制装置。

在点焊、凸焊和缝焊过程中，保持焊接电流恒定是保证焊接质量的重要因素。在已有技术（如日本专利J58044981号、日本《熔接技术》1979年第27卷第10期等）中，控制焊接电流恒定采用的是所谓电压零点控制法，即以电网电压过零点为起点，控制焊机主动力电路上可控硅组件的导通时刻，亦即控制可控硅组件的触发角α。在控制用微处理机中，予先存入与上述电网电压过零控制相关的电流控制曲线，即电流相对有效值与从电压过零算起的触发角α的关系曲线，再输入设定的电流值和实际检测到的本周波（或半周）焊接电流值，微处理机即可根据本周波（或半周）的触发角αn，计算出下一周波（或半周）的理想触发角α_n+1，发出触发可控硅组件的指令，实现焊接电流的恒流控制。这种恒流控制方法的缺点是，与电网电压过零控制相关的电流控制曲线，受焊接回路功率因数角ψ的影响很大，因而为保证控制精度，控制器就必须实时检测功率因数角ψ。从理论上说，随ψ角的变化，所对应的电流控制曲线实际上有无限多条;而在实践中，也就不得不向微处理机存入足够密的一族曲线。显然，这就极大地增加了恒流控制装置的复杂程度及其生产成本。同时，由于与微处理机进行实时控制所依据的电流控制曲线相对应的ψ角必须大于焊接回路的实际功率因数角ψ′（等于最好，但一般做不到），否则会产生控制失误，甚至会损害焊机。在ψ＞ψ′的情况下，焊机的容量便不能充分发挥;迫使用户不得不选用更大功率的焊机，造成浪费。

本发明的目的就在于提供一种控制焊接电流恒定的新方法，以克服上述已有技术的缺点和不足。

本发明对点焊、凸焊或缝焊采用焊接电流零点控制法。其基本思想是以焊接电流下降沿零点为起始点，通过微处理机，控制可控硅组件的触发角β。在这种控制方法中，予先存入微处理机的电流控制曲线，受焊接回路功率因数角ψ的影响较小，在实现恒流控制时，只需事先对各种焊机的功率因数角范围进行予测和分类，在此基础上向控制微处理机存入少数几条控制曲线（如3～5条）就能得到满意的控制精度。而且现有电压零点控制法中所要求的与控制曲线对应的功率因数角ψ，必须大于或等于焊接回路实际功率因数角ψ′的限制，也不复存在了。

下面是对与本发明有关的附图的说明：

图1是电网电压u和焊接电流i随时间t的变化曲线。

图2是采用本发明所述方法的一种恒流控制装置的框图。

图3是图2中电流零点脉冲发生器的电路图。

图4是图2中电流零点脉冲鉴别器的电路框图。

作为实施本发明的一种方式，现对图2所示恒流控制装置的工作原理说明如下。电流传感器1（罗果夫斯基线圈）检测出焊接电流的微分信号，经积分器2、模数转换器3送入微处理机4，由微处理机4进行采样和计算，得到实际电流的有效值。由键盘5设置要求的恒定电流值，记忆在随机存储器8中，电流控制曲线则存储在只读存储器7中。微处理机根据以上数据和予选的电流控制曲线，计算得出下一周波可控硅组件SCR的触发角，经定时器9与触发电路10输出，实现焊接电流的实时控制。在这里，定时器9启动的时刻受到电流零点脉冲发生器11（和脉冲鉴别器12）所输出的电流零点脉冲的控制。

本装置中的电流零点脉冲发生器11和脉冲鉴别器12，还能实时诊断恒流控制装置中可控硅组件SCR的工作状态。这也是电流零点控制法的一个突出的优点。如图1及图2所示，焊机主电路上一对反并联可控硅组件SCR二端的电压u_SCR的过零点，即是焊接电流下降沿的零点。通过对焊接电流过零的时间间隔T的监测，可以及时了解可控硅组件SCR是否有短路、断路或单边导通现象，以避免引起焊接失效或/和焊机、焊机工具及被焊零件的烧毁。事实上，相邻电流零点脉冲的时间间隔T，在系统稳态工作时，应等于交流电的半周期T′。如果T≥T′+△t₁或T≤T′-△t₂（△t₁和△t₂为设定时差），则表示该可控硅组件中有断路或触发不开（单边导通）现象，如果检测不到零点信号，则表示至少有一只可控硅短路。