Введение
Глава 1 Предпосылки для создания сварочных аппаратов переменного
тока высокой частоты.
1.0 Введение.
1.1 Некоторые особенности электродуговой сварки на по
стоянном и переменном токе
1.1.1 Дуга постоянного тока
1.1.2 Дуга переменного тока
1.1.3 Механизмы переноса электродного металла в дуге
1.2 Предпосылки для создания сварочных аппаратов пе
ременного тока высокой частоты
1.3 Цель и основные задачи диссертации
1.4 Выводы
Глава 2 Инверторные источники питания для сварки и особенности их ра
2.0 Введение.
2.1 Схемотехника и особенности работы инверторных
сварочных источников питания с выходом на постоянном токе
2.2 Инверторный сварочный источник питания с выходом
на переменном токе высокой частоты
2.3 Выводы.
Глава 3 Компьютерное моделирование переходных процессов в сва
рочных инверторах
3.0 Введение.
3.1 Обзор существующих публикаций по моделированию
инверторов
3.2 Средства моделирования
3.3 Компьютерные модели ИСА
3.4 Переходные процессы в инверторных сварочных ап
паратах постоянного и переменного тока
3.4.1 ИСА постоянного тока
3.4.2 ИСА переменного тока
3.5 Спектральный состав тока сварочных инверторов
3.6 Определение оптимального диапазона рабочих частот
сварочного инвертора
3.7 Выводы
Глава 4 Исследование переходных процессов на физических моделях
сварочных инверторов
4.0 Введение
4.1 Исследование переходных процессов на физическом
макете ИСА постоянного тока
4.2 Исследование переходных процессов на физическом
макете ИСА переменного тока высокой частоты
4.3 Дополнительные исследования
4.4 Выводы
Заключение.
Библиографический список использованной литературы
Приложение
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
Сокращения
ИСА инверторный сварочный аппарат
ВАХ вольтамперная характеристика
кпд коэффициент полезного действия
шим широтноимпульсная модуляция
ип источник питания
БУЗ блок управления зарядом
ЭМС электромагнитная совместимость
дт датчик тока
ДН датчик напряжения
СУ система управления
тг тактовый генератор
БЗР блок задания режимов
КЗ короткое замыкание
ОПТ однотактный прямоходовой преобразователь.
Обозначения
Латинские
ид напряжение дугового промежутка
ивх входное напряжение
и напряжение холостого хода
1д ток дуги
Ьобм индуктивность обмотки трансформатора
Сур паразитная межобмоточная мкость трансформатора
5 коэффициент крутизны данной характеристики
изменение значения индуктивности
ДС изменение значения напряжения
к коэффициент скважности импульсов управления
А амплитуда импульсов
1т 5 величина амплитуды импульсов тока
Ао амплитуда первой гармоники
Ап амплитуда пой гармоники
Рин динамические потери в ключевом элементе
р 1 стат статические потери в ключевом элементе
Г частота коммутации
и1тах максимальное напряжение на первичной обмотке
У2тах максимальное напряжение на вторичной обмотке
Ьф эффективное значение тока в первичной обмотке
1ы эффективное значение тока во вторичной обмотке
ибэ напряжение базаэмиттер
и напряжение коллекторэмиттер.
Г речсские
Тф время нарастания фронта импульса
со круговая частота
со3 круговая частота затухающих колебаний
а коэффициент затухания
Ушах максимальный коэффициент заполнения импульсов
Ти время следования импульса
в постоянная времени дуги.
ВВЕДЕНИЕ
Дуговая электрическая сварка является едва ли не главным производственным процессом во многих отраслях производства. Технологии электродуговой сварки и устройства для е осуществления непрерывно совершенствуются и развиваются. Так, в последние два десятилетия громоздкие и неэффективные трансформаторнодроссельные сварочные аппараты переменного тока промышленной частоты и выполненные на их основе аппараты для сварки постоянным током, успешно заменяются малогабаритными и эффективными полупроводниковыми сварочными инверторами. Применение элементов силовой электроники в сочетании с микропроцессорными системами управления позволили существенно расширить функциональные возможности сварочных устройств, повысить качество сварки и увеличить производительность сварочных процессов. Применение в современных аппаратах высокочастотных транзисторных инверторов с широтноимпульсным способом регулирования сварочного тока, позволили не только в разы снизить массу и габариты аппаратов, но и обеспечить целый ряд важных функций задание и стабилизацию сварочного тока, надежную защиту от аварийных ситуаций, функцию автоматическое увеличение сварочного тока в момент начала сварки, iii автоматическое снижение тока при залипании электрода. В настоящее время инверторные сварочные аппараты выпускают десятки, если не сотни, зарубежных и отечественных фирм, их доля в общем арсенале электросварочных устройств непрерывно увеличивается. Однако абсолютное большинство таких аппаратов предназначено для осуществления сварки только на постоянном токе. Сварка на переменном токе промышленной частоты по прежнему осуществляется с помощью обычных сварочных трансформаторов, имеющих большие габариты и массу.
Переход на более высокие частоты позволяет, по крайней мере, существенно снизить массогабаритные показатели сварочных устройств, а возможно, и улучшить качественные и другие показатели сварочного процесса. Но эти
предположения требуют серьзной проработки.
Главной целью данной работы было создание инструмента для осуществления сварки на частоте ультразвукового диапазона, т.е. сварочного аппарата. Вопросы технологии его применения выходят за рамки данной диссертационной работы, поскольку требуют участия технологов сварочного производства. Основное внимание в работе уделено изучению особенностей переходных процессов в схемах инверторных сварочных аппаратов с учтом влияния как конструктивных, так и паразитных параметров схемы. Это важно потому, что на разных участках сварочного цикла холостой ход, возбуждение, горение и обрыв дуги в схеме аппарата возникают различные электрические переходные процессы. Одним из неприятных следствий таких процессов является возникновение импульсных перенапряжений на силовых транзисторах инвертора, что может привести к их пробою. Кроме того, при работе инвертора во входном и выходном токе появляются гармонические составляющие, что должно быть учтено при проектировании аппаратов. Возникает ряд других вопросов, ответы на которые автор попытался изложить в данной работе.
Актуальность
- Київ+380960830922