13. Классификация сварочных генераторов.
Сварочные генераторы подразделяются на категории по нескольким принципам: по виду топлива, на котором они работают, и по типу действия. На основе топлива они бывают преимущественно дизельными и бензиновыми, по типу действия - ручной дуговой и автоматизированной сварки. Самыми востребованными являются сварочные генераторы для ручной дуговой сварки как наиболее удобные для перемещения в требуемую строительную зону. Сварочные генераторы для ручной дуговой сварки - это аппараты переносного типа, удобные, мобильные, оснащенные специальными ручками-держателями или передвижными платформами для наилучшей транспортировки в любое желаемое место. Они незаменимы в условиях строек, где нет возможности использования сварочных устройств другого вида. Это - надежный источник для независимого питания сварочных работ. Аппараты подобного назначения могут функционировать в самых неблагоприятных условиях, при непрерывных и повышенных нагрузках. Для этого они обеспечены достаточной степенью защиты и номинальной мощностью. Сварочные генераторы ручной дуговой сварки могут быть сварочными инверторами и сварочными трансформаторами. Первые предназначаются для сварочных работ с использованием штучных (плавящихся) электродов на основе постоянного электротока, вторые - на основе электротока переменного. Сварочные генераторы инверторного типа могут работать с деталями как нержавеющих, так и низколегированных сталей (из-за более стабильного горения дуги), обеспечивая прочный и ровный сварочный шов. Генераторы трансформаторного типа пригодны для сваривания элементов и деталей из низколегированной стали. Для наибольшего удобства производители выпускают сварочные генераторы с различным объемом бака, что позволяет применять их в точности согласно создавшимся условиям (продолжительность работы, отдаленность строительных объектов, перенос одним или двумя рабочими и т. д.). Заданный объем бака позволяет использовать сварочное оборудование в полную мощность, не отвлекаясь при необходимости на его дозаправку. Сварочные генераторы также обеспечиваются ручным пуском и/или электростартом, что дает возможность выбора наиболее оптимальной модели.
14. Генераторы независимого возбуждения с ПРО. Принципиальная и электромагнитная схема, уравнения Uo, Eг, Uд=f(Iд), Rэкв, Iд, Iкз. Регулирование Uo и Zэ.
Генераторами независимого возбуждения называются генераторы постоянного тока, обмотка возбуждения которых питается постоянным током от постороннего источника электрической энергии (сеть постоянного тока, выпрямитель, аккумулятор и др.) или у которых магнитный поток создается постоянными магнитами. Якорь генератора приводится во вращение от приводного двигателя ПД. Цепь якоря электрически не соединена с цепью возбуждения, поэтому ток нагрузки I и ток якоря Iя – это один и тот же ток (I = Iя). Цепь возбуждения питается от постороннего источника постоянного тока. В нее включают регулировочный реостат R p, предназначенный для регулирования тока возбуждения Iв, магнитного потока возбуждения и в конечном счете ЭДС и напряжения генератора. Характеристика снимается при плавном увеличении тока возбуждения, а затем при его плавном уменьшении при n = nном = const. Вторая ветвь характеристики идет несколько выше первой и при токе Iв = 0 в машине есть некоторая ЭДС E0 , называемая остаточной. Вид характеристики холостого хода объясняется тем, что при n = const E = CenФ пропорциональна магнитному потоку Ф, а последний – индукции В, т. е. ее форма такая же, как у кривой гистерезиса. За расчетную обычно принимают характеристику, проходящую между ветвями экспериментальной кривой. Остаточная ЭДС E0 создается за счет индукции, остающейся в магнитной цепи статора после отключения тока возбуждения. Машина рассчитывается таким образом, чтобы в номинальном режиме рабочая точка (Iв. ном, Еном) находилась на «колене» характеристики холостого хода, этим обеспечивается получение достаточно высокой ЭДС при относительно небольшом токе возбуждения. Внешняя характеристика генератора U = f(I) при IB = const и n = nном = const характеризует влияние тока нагрузки генератора на напряжение на его выводах. Напряжение U = E – RЯ I при увеличении нагрузки от нуля до номинальной плавно уменьшается на 5 – 15% по двум причинам: из-за падения напряжения на сопротивлении якоря RЯ I и уменьшения ЭДС Е из-за размагничивающего влияния реакции якоря (кривые 1и 1а). При перегрузке машины ток в якоре становится недопустимо большим и напряжение сильно падает (кривая 1а). При коротком замыкании ток в якоре Iк примерно в 10 раз больше номинального (он ограничивается только сопротивлением цепи якоря 1к = Е / RЯ) и если быстро не отключить генератор, то его коллектор и обмотка выйдут из строя. Регулировочная характеристика Iв = f(I) при U = const и n = nном = const (кривая 1). Для поддержания постоянства напряжения на выводах якоря в цепь возбуждения включен регулировочный реостат с сопротивлением Rp.
15.Инверторные выпрямители. Структурная схема и внешние характеристики. АИТ и АИН.
Трехфазное напряжение сети выпрямляется силовым выпрямительным блоком VD1-VD6 собранным по мостовой схеме выпрямления. Выпрямленное однофазное напряжение сглаживается С-фильтром и потом превращается (инвертируется) в переменное напряжение высокой частоты с помощью блока инвертора БИ, выполненного по разным схемам инвертирования на транзисторной или тиристорной элементной базе. Высоковольтное высокочастотное переменное напряжение снижается силовым трансформатором Т, выпрямляется блоком VD собранным по однофазной двухполупериодной схеме, сглаживается L-C фильтром и подается на дугу. В таком выпрямителе энергия испытывает несколько ступеней превращения и несмотря на сложность схемы, он достаточно экономичен и перспективен. Трансформация напряжения осуществляется на повышенной частоте, что позволяет на 60-80% уменьшить массогабаритные показатели трансформатора. С повышением частоты необходимо меньше времени на перемагничивание сердечника и, следовательно, при той же мощности трансформатора необходимо иметь меньшее количество активных материалов. Кроме того инверторный источник имеет достаточно высокую динамическую характеристику и качественные сварочные свойства. Вычислим значение номинального тока статора: где Рн, Uн - номинальная мощность и фазное напряжение АД, Вт, В; cos, н - номинальный коэффициент мощности и КПД асинхронного двигателя. Значення пускового тока: IП=2·I1Н=2?25,95=51,92А. Наибольшее напряжение, которое может быть подано на транзисторный ключ равняется напряжению цепи постоянного тока Udн=3·Uн/=3?380/1,414=806,22В. Среднее значение тока, который употребляется инвертором из цепи постоянного тока при номинальной частоте АИН равняется: где Квг = 1,1 … 1,2 - коэффициент, который учитывает влияние высших гармоник. Активное Rен и индуктивное Xен напряжения найдём по схеме замещния асинхронного двигателя. Выделяем параметры схемы замещения асинхронного двигателя: R1=R?·R1'=14,64?0,62=9,08 Ом. R2'=R?·R2''=14,64?0,029=0,42 Ом. Х1=R?·Х1'=14,64?0,14= 2,02 Ом. Х2'=R?·Х2''=14,64?0,18= 2,63 Ом. X?=R?·Х0= 14,64?3,1= 45,39 Ом. Активным сопротивлением контура намагничивания можно пренебречь, ввиду его незначительной величины. Номинальное сопротивление, которое рассматривается как базовое: Для номинальной частоты АИН определяется активное и индуктивное сопротивление фазы асинхронного двигателя: где sн - номинальное скольжение, которое обусловлено относительной разницей угловой скорости магнитного поля 0 и угловой скорости ротора АД н: В состав модулей входят транзисторы и диоды, параметры которых согласованы с паспортными параметрами модуля, потому нет необходимости расчитывать значения отдельных элементов. Среднее значение тока, который проходит через ключ: где m - количество фаз преобразователя.
16. Генератор с самовозбуждением с ПРО. Принципиальная и электромагнитная схема уравнения Uо, Uг, Eг, Uд, Rэкв, Iд, Iкз. Регулирование Uo и Zэ.
Обычно генератор имеет статор с четырьмя основными полюсами и цилиндрический якорь с коллектором и четырьмя основными и одной дополнительной щеткой. Кроме основных щеток a и b, установленных на геометрической нейтрали, генератор имеет еще и дополнительную щетку c, используемую для питания намагничивающей параллельной обмотки НО. Генератор сконструирован таким образом, что напряжение на щетках a — c почти не меняется с изменением нагрузки, поэтому и ток намагничивающей обмотки Iно практически не зависит от тока нагрузки Iд. Это улучшает сварочные свойства генератора и сближает их со свойствами генератора с независимым возбуждением. Потоки параллельной НО и последовательной ПР обмоток направлены встречно, поэтому генератор имеет падающую внешнюю характеристику. Регулирование режима, так же как и у генератора с независимым возбуждением, выполняется: плавно — изменением тока в цепи намагничивающей обмотки и грубо — секционированием последовательной обмотки.
17. Резонансный инверторный выпрямитель на IGBT.
В резонансных инверторах напряжения, чтобы обеспечить минимум коммутационных потерь необходимо, чтобы коммутация происходила в момент, когда ток выключаемых транзисторов близок к нулю, т. е. в момент близкий к переходу через нуль тока нагрузочной диагонали. При этом возможны два варианта: коммутация происходит до перехода тока нагрузочной диагонали через нуль (индуктивная реакция нагрузочной диагонали) и коммутация происходит после перехода тока через нуль (емкостная реакция). При емкостном характере нагрузки (частота управления инвертора ниже собственной частоты нагрузочного контура) выключение транзисторов происходит без потерь, так как в это время уже проводят их встречные диоды и, следовательно, ток и напряжение самих транзисторов равны нулю. Включение транзисторов, напротив, сопровождается большими потерями, так как при этом источник питания Ud оказывается на короткое время закороченным из-за обратной проводимости встречных диодов силовых транзисторов. Кроме больших коммутационных потерь, такой режим может привести к выходу транзисторов из строя. Поэтому такой режим является недопустимым. При индуктивном характере нагрузки (частота управления инвертора выше собственной частоты нагрузочного контура) выключение силовых транзисторов Z1, Z2 происходит на коротком интервале времени при малом уровне выключаемого тока, что обеспечивает небольшие потери выключения. Еще более уменьшают эти потери установка параллельно силовым транзисторам демпфирующих конденсаторов, которые снижают скорость нарастания напряжения на приборе (dU/dt). После выключения транзистора Z1 ток протекает через собственные емкости транзисторов Z1 и Z2 и емкости соответствующих демпфирующих конденсаторов Cd1 и Cd2, заряжая первые и разряжая вторые. В момент, когда емкости Z2 и Cd2 разряжаются до нуля, включается обратный диод этого транзистора. Если теперь транзистор Z2 будет включен во время проводимости встречного диода, то потери при включении исчезают, так как включение транзистора происходит при нулевом токе и нулевом напряжении. При регулировании выходной мощности, т. е. увеличении индуктивной расстройки резонансного контура, выключение транзисторов происходит на большем токе и коммутационные потери при выключении растут. Поэтому очень важным является выбор величины демпфирующих конденсаторов исходя из времени выключения силового транзистора. Следует отметить, что чрезмерное увеличение демпфирующих конденсаторов приводит к необоснованному увеличению реактивного тока транзисторов. Как видно из временных диаграмм, время полного спада тока при выключении силового транзистора toff составляет приблизительно 1.2мкс, что является достаточно большим. Исходя из этого, емкость демпфирующих конденсаторов была выбрана 10нФ.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 |
Основные порталы (построено редакторами)