Bezpłatna biblioteka techniczna

Spawanie elektryczne. Regulacja prądu spawania w źródle do spawania półautomatycznego z regulatorem tyrystorowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sprzęt spawalniczy

 Komentarze do artykułu

Regulacja napięcia źródła ze skokową regulacją napięcia i prądu spawania odbywa się poprzez przełączanie zaczepów transformatora spawalniczego za pomocą specjalnych zworek lub przełączników.

Jak pokazuje praktyka, takie podejście zwykle nie pozwala na wybór optymalnego trybu spawania, a także nie gwarantuje stałego wyniku przy zmianie parametrów obwodu spawalniczego, zasilania lub podczas pracy z różnymi mieszankami gazów ochronnych.

Zwiększenie liczby stopni przełączania pozwala poprawić właściwości eksploatacyjne źródła, ale jednocześnie konieczne jest stosowanie skomplikowanych i nieporęcznych przełączników wielopozycyjnych, jednostki nawijające źródła są bardzo skomplikowane. Z jednej strony zwiększa to jego koszt, az drugiej znacznie zmniejsza jego niezawodność.

Od dawna były i są używane różne sposoby płynnej regulacji napięcia i prądu spawaniaza pomocą ruchomych uzwojeń, boczników magnetycznych lub wzmacniaczy magnetycznych.

Ale takie metody nie mają fundamentalnych zalet, ponieważ implikują:

• bardziej złożony i kosztowny projekt transformatora;
• obecność specjalnych regulacyjnych jednostek elektromagnetycznych lub mechanicznych.

Ponadto takie opcje są częściej odpowiednie dla źródeł o spadającej charakterystyce zewnętrznej i nie są całkowicie odpowiednie, jeśli charakterystyka zewnętrzna powinna być delikatnie opadająca lub twarda. Dla takich źródeł przez długi czas nie było godnej alternatywy dla źródeł z przełącznikami kontaktowymi.

Zapewnienie ciągłości prądu spawania

Szansa na zmianę status quo i zastąpienie przełączników stykowych bezdotykowymi pojawiła się w 1955 roku wraz z wyprodukowaniem tyrystora, pierwszego półprzewodnikowego urządzenia przełączającego o mocy wystarczającej do stosowania w źródłach spawalniczych. Zastosowanie tyrystorów umożliwiło uzyskanie płynnej regulacji napięcia i prądu, a także rezygnację z ruchomych części mechanicznych, co zwiększyło niezawodność źródeł spawalniczych.

Rozważmy źródło prądu spawania posiadające płynną regulację napięcia i prądu spawania.

Tyrystor jako kluczowy element ma dwa stany:

• otwarty;
• Zamknięte.

Zamknięte tyrystor nie przewodzi prądu, ale w otwarty - prowadzi. Ponieważ tyrystor może przewodzić prąd tylko w jednym kierunku, często nazywa się go zawór sterowany półprzewodnikowo (prostownik sterowany silikonem, SCR).

W przeciwieństwie do diody tyrystor, oprócz anody i katody, ma dodatkowy elektroda kontrolna: przepuszczając przez niego prąd, możesz zmienić tyrystor w stan otwarty. Niestety, aby tyrystor przeszedł w stan zamknięty, nie wystarczy usunąć sygnału sterującego z elektrody sterującej. Aby to zrobić, konieczne jest zmniejszenie do zera prądu przepływającego przez tyrystor. To sprawia, że ​​nie jest to w pełni kontrolowane urządzenie półprzewodnikowe.

Jednak ta okoliczność nie przeszkadza zbytnio, jeśli tyrystor jest używany w obwodach prądu przemiennego. W tym przypadku zerowanie i zmiana polaryzacji prądu występują dwukrotnie w ciągu okresu. Dlatego tyrystor można naturalnie wyłączyć na końcu każdego półcyklu prądu przemiennego.

Ponieważ tyrystor nie ma pośrednich stanów przewodzenia, prąd lub napięcie można regulować jedynie poprzez zmianę czasu jego stanu otwartego t_u (Rys. 18,13).

18.13. Zasada regulacji napięcia i prądu za pomocą tyrystora

Ten rodzaj regulacji ma zarówno zalety, jak i wady. Do plusy odnosi się do faktu, że tyrystor ma bardzo dużą rezystancję w stanie zamkniętym i bardzo małą - w stanie otwartym. W związku z tym rozpraszana jest na nim niewielka moc, co umożliwia budowę wysokowydajnych źródeł sterowanych tyrystorowo.

К Cons odnosi się do faktu, że konsekwencją działania sterownika tyrystorowego jest „gryzienie” fragmentów sinusoidy i wydłużenie czasu trwania przerw t_n w napięciu wyjściowym.

Zastosowanie prostownika sterowanego pełnookresowo (ryc. 18.14) zapewnia bardziej efektywne wykorzystanie transformatora, eliminuje jednostronne polaryzacja rdzenia transformatora, a także skraca czas przerw między impulsami.

Ryż. 18.14. Regulacja napięcia i prądu za pomocą prostownika sterowanego pełnookresowo

Jednak nawet w tym przypadku, zwłaszcza dla minimalnego prądu spawania, przerwy w napięciu wyjściowym są znaczne. Aby utrzymać łuk podczas tych przerw konieczne jest zastosowanie wydajniejszego dławika niż w źródle spawalniczym z niesterowanym prostownikiem. I tutaj mamy do czynienia z wzajemnie wykluczającymi się wymaganiami, które zostały omówione wcześniej.

С jedna stronaaby zapewnić ciągłość prądu spawania, konieczne jest zwiększenie indukcyjności cewki indukcyjnej. Z druga strona, aby uzyskać wymaganą szybkość narastania prądu zwarciowego, indukcyjność cewki indukcyjnej nie może wzrosnąć powyżej pewnej wartości, co gwarantuje niespełnienie pierwszego warunku.

W poprzednim rozdziale, aby spełnić te wymagania, zastosowaliśmy dodatkowe źródło prądu uzupełniającego. W takim przypadku takie rozwiązanie nie jest odpowiednie, ponieważ w wyniku działania sterowanego prostownika równowaga napięć zostanie zakłócona. Dlatego ze źródła uzupełnienia zostanie pobrany prąd proporcjonalny do wielkości głównego prądu. Oznacza to, że podczas próby zmniejszenia prądu za pomocą kontrolowanego prostownika brakujący prąd popłynie do obwodu spawania ze źródła uzupełniania.

Ten problem można rozwiązać za pomocą dwa uzwojenia dławiące L1, L2 (ryc. 18.15). Indukcyjności L1 i L2 są ze sobą połączone współczynnik przepustnicy

Rozważmy bardziej szczegółowo zasadę działania tej przepustnicy. Powiedzmy, że jeden z tyrystorów sterowanego mostka jest otwarty. W tym przypadku prąd łuku I(V3), który jest symulowany przez źródło napięcia V3 o rezystancji wewnętrznej 0,05 oma, przepływa przez cewkę indukcyjną L1, która ma niewielką indukcyjność 0,3 mH (tabela 18.1).

W momencie, gdy napięcie V3 przekroczy chwilowe napięcie źródła napięcia przemiennego VI, wcześniej otwarty tyrystor mostkowy zamknie się, a prąd obciążenia I (V3) zacznie płynąć w obwodzie D5, L2, L1, V3. Ponieważ magnetycznie sprzężone cewki indukcyjne L1 i L2 są połączone szeregowo, w tym przypadku prąd obciążenia zmniejszy się w K = K_TR + 1 razy, a indukcyjność wzrośnie w K² razy

Wniosek. W przeciwieństwie do prądu, który maleje liniowo, indukcyjność wzrasta kwadratowo.

Oznacza to, że wynikowa indukcyjność cewki indukcyjnej będzie w stanie utrzymać ciągły prąd obciążenia przez dłuższy czas. Potwierdza to wykres prądu obciążenia I(V3) (ryc. 18.15). Z wykresu wynika, że ​​prąd łuku jest ciągły iw najgorszym przypadku (kiedy źródło wytwarza minimalny prąd spawania 60 A) nie spada poniżej 10 A.

Indukcyjność dławika L₁ można wybrać korzystając z danych w tabeli. 18.1. W naszym przypadku Ł₂ = 0,3 mH. Z kolei indukcyjność L₂ również nie może mieć dowolnych wartości, ale jest określany przez współczynnik transformacji, który zwykle jest wyrażany tylko jako liczba całkowita.

Ryż. 18.15. Zastosowanie dławika dwuuzwojeniowego do utrzymania ciągłego prądu podczas przerw w napięciu

Dlatego dla współczynników transformacji K_TR = 1; 2; 3; 4; 5... uzwojenie wtórne induktora będzie miało indukcyjność = 0,3; 1,2;

Wniosek. Im większy współczynnik transformacji, tym wyższa indukcyjność uzwojenia L₂ i im dłużej cewka indukcyjna będzie w stanie utrzymać prąd w przerwie napięciowej.

Jednak wraz ze wzrostem przełożenia zwiększają się również gabaryty przepustnicy. Dlatego konieczne jest dobranie w symulatorze minimalnej możliwej przekładni, która gwarantuje, że przy minimalnym prądzie spawania prąd w przerwie napięciowej nie spadnie poniżej 10 A.

W tym przypadku warunek ten jest spełniony dla K_TR \u5d 3. Z odpowiedniego wykresu czasowego prądu obciążenia I (V10) widać, że minimalna wartość prądu obciążenia nie spada poniżej 132 A, a amplituda osiąga XNUMX A. To znaczy, jeśli amplituda wartość prądu osiągnie zadaną wartość, wówczas w indukcyjności Lx gromadzi się energia wystarczająca do utrzymania prądu w przerwie napięciowej.

Jeśli przy dalszym wzroście prądu rdzeń induktora nasyci się, nie pogorszy to jego działania w przerwie, ale zmniejszy ogólne wymiary. Zastosowanie dławika nasycalnego ustabilizuje również prąd roboczy w uzwojeniu wtórnym (L₂) uzwojenie cewki indukcyjnej na poziomie I_L2 = 13 A.

W przeciwnym razie prąd ten byłby proporcjonalny do prądu obciążenia. Maksymalny prąd roboczy pierwotny (L₁) uzwojenia induktora odpowiada maksymalnemu prądowi spawania I_L1 = Ja_{sv maks} = 180 A.

Dławik nawinięty jest na rdzeń taśmy w kształcie litery W ze stali 3411 (E310). Uzwojenie pierwotne induktora zawiera 18 zwojów izolowanej szyny miedzianej o przekroju 36 mm2. Uzwojenie wtórne induktora zawiera 90 zwojów drutu miedzianego w izolacji emaliowanej o średnicy 1,81 mm. W szczeliny rdzenia przepustnicy należy włożyć podkładki niemagnetyczne o grubości 1 mm (całkowita szczelina niemagnetyczna 2 mm).

Fotka. 18.16. Wykresy czasowe prądu w uzwojeniach dławika dwuuzwojeniowego

Ryż. 18.17. Model źródłowy przeznaczony do rejestracji trajektorii przemagnesowania dławika nieliniowego

Wykorzystując fakt, że SwCad potrafi modelować indukcyjności nieliniowe, stwórzmy model źródła z nieliniowym dławikiem (Rys. 18.17). Zgodnie z wynikami obliczeń nieliniowa linia nastawcza indukcyjności przedstawia się następująco:

Węzeł testowy usunięcie pętli przemagnesowania zbudowane jest na dwóch sterowanych napięciem źródłach prądowych - G1 i G2, które służą do pomiaru i normalizacji wyświetlanych parametrów.

Współczynnik przenoszenia sterowanego źródła prądowego G1, który zapewnia napięcie wyjściowe integratora równe indukcji, można obliczyć ze wzoru:

Obliczoną wartość współczynnika przenoszenia należy zapisać w wierszu Wartość menu ustawień sterowanego źródła prądowego G1.

Współczynnik przenoszenia sterowanego źródła prądu G2, zapewniając prąd wyjściowy równy natężeniu w rdzeniu transformatora nieliniowego, można obliczyć ze wzoru:

Obliczoną wartość współczynnika przenoszenia należy zapisać w wierszu Wartość menu ustawień sterowanego źródła prądowego G2.

W ustawieniach osi poziomej w wierszu Quantity Plotted zamiast parametru czasu wpisać parametr I(G2). Wyświetl pionowo napięcie na wyjściu integratora, klikając prawy zacisk kondensatora C1 (ryc. 18.18).

Ryż. 18.18. Trajektorie przemagnesowania rdzenia dławika dla minimalnego (a) i maksymalnego (b) prądu spawania

na ryc. 18.18 przedstawia trajektorię odwrócenia magnesowania rdzenia nieliniowego wzbudnika. Przy minimalnym prądzie spawania (ryc. 18.18, a) rdzeń cewki indukcyjnej jest bliski nasycenia. Wraz ze wzrostem prądu rdzeń jest nasycony (ryc. 18.18, b).

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

Zobacz inne artykuły Sekcja sprzęt spawalniczy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Synteza kości i szkliwa 08.02.2020 Zespół naukowców z Queen Mary University of London zaprezentował dziś swoją nową pracę badającą nowy sposób wzrostu szkliwa na zębach – wiadomo, że jest to jedna z tych twardych tkanek, które nie regenerują się samodzielnie. Wręcz przeciwnie, z wiekiem szkliwo ulega znacznym zmianom, często zużywając się pod wpływem wielu szkodliwych czynników. I pomimo tradycyjnych syntetycznych narzędzi i podejść do wzrostu szkliwa, dzisiejsze badania skupiają się na wykorzystaniu wyspecjalizowanych nanokryształów, które uruchamiają proces naprawy i rozprowadzania nowego szkliwa na całej powierzchni zębów. Obecnie najczęściej stosowaną techniką odbudowy szkliwa jest leczenie laserem niskiej częstotliwości, ale nawet to nowoczesne podejście ma wiele wad i skutków ubocznych, w tym nierównomierne rozmieszczenie szkliwa na zębach. Zespół naukowców z Londynu zaprezentował swoje badania, które opierają się na wykorzystaniu specjalnego składnika białkowego, który rozkładając się na powierzchni zębów, tworzy specjalne nanokryształy apatytu przypominające strukturalnie szkliwo. Wyniki wstępnych badań wykazały już, że ta nanokrystaliczna struktura ma znacznie wyższy stopień wytrzymałości i odporności na czynniki zewnętrzne w porównaniu z konwencjonalną emalią naturalną, co jest obiecującym wynikiem badań. Eksperci zauważają jednak, że wokół prezentowanej metody pokrywania zębów muszą jeszcze przeprowadzić wiele testów i eksperymentów. Syntetyczna struktura nanokryształów, chociaż bardzo przypomina naturalne szkliwo, nadal ma wiele cech i skutków ubocznych, które należy wyizolować i usunąć, zanim taka technika wejdzie na rynek stomatologiczny w Wielkiej Brytanii i całej Europie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Kosiarka sterowana przez smartfon

▪ Nocne treningi na siłowni mogą być najbardziej produktywne

▪ Foton z nanorurki

▪ Kompaktowe zasilacze medyczne Mean Well RPS-400

▪ Przydrożne liście magnetyczne

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Urządzenia różnicowoprądowe. Wybór artykułu

▪ artykuł Boecjusza. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Która plastikowa karta pozwala kupować towary za każdą cenę? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Elektryk sieci energetycznych i urządzeń elektrycznych. Opis pracy

▪ artykuł Teoria: generatory oscylacji sinusoidalnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Piankowe króliczki. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024