Теория, разработка и исследование новых экономичных двухмостовых сварочных выпрямителей с многообмоточными трансформаторами

• Автор: Сахно, Людмила Ивановна
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 318 с. : ил.

1. Проблема создания экономичных двухмостовых неуправляемых
выпрямителей для питания электрической дуги
1.1. Перспективы создания и использования экономичных неуправляемых выпрямителей для питания электрической сварочной дуги
1.2. Устойчивость сварочной дуги и основные требования к неуправляемым двухмостовым сварочным выпрямителям
1.3. Особенности двухмостовых неуправляемых выпрямителей, применяемых для питания электрической дуги
1.4. Классификация новых двухмостовых сварочных выпрямителей
1.4.1. Электрические схемы новых двухмостовых сварочных выпрямителей
1.4.2. Конструкции трансформаторов новых двухмостовых сварочных выпрямителей
1.5. Основные вопросы создания экономичных неуправляемых двухмостовых сварочных выпрямителей
2. Анализ и разработка метода расчета электромагнитных процессов в многообмоточных трансформаторах двухмостовых сварочных выпрямителей
2.1. Анализ известных схем замещения многообмоточных трансформаторов
2.2. Составление уравнений и схем замещения многообмоточных трансформаторов на основе наложения режимов работы двухобмоточных трансформаторов
2.3. Уравнения и схема замещения однофазного трехобмоточного двухстержневого трансформатора
2.4. Сопоставление параметров разработанной и трехлучевой схем замещения трехобмоточного трансформатора

2.5. Сравнение трехлучевой схемы замещения трехобмоточного трансформатора и схемы замещения, предложенной в диссертации, на примере их
применения к задаче выбора конструкции сварочного трансформатора
2.6. Схема замещения однофазного трехобмоточного двухстержневого трансформатора с магнитным шунтом
2.7. Уравнения и схема замещения однофазного трехобмоточного трехстержневого трансформатора
2.8. Уравнения и схема замещения многообмоточного трансформатора
3. Определение параметров схем замещения многообмоточных трансформаторов
3.1. Измерения параметров схемы замещения однофазных двухстержневых трансформаторов
3.2. Измерения параметров схемы замещения однофазных трехстержневых трансформаторов
3.3. Измерения параметров схемы замещения трехфазного трансформатора
3.4. Расчет параметров новых схем замещения трансформаторов
4. Анализ схем и режимов работы двухмостовых сварочных выпрямителей
4.1. Расчетные (эквивалентные) схемы и исследуемые режимы работы двухмостовых сварочных выпрямителей
4.2. Анализ режимов работы однофазных двухмостовых сварочных выпрямителей с электрически несвязанными между собой вторичными обмотками высокого и низкого напряжения
4.2.1. Двухмостовой сварочный выпрямитель с однофазным двухстержневым трансформатором с магнитным шунтом
4.2.1.1. Шунт выведен из магнитопровода

4.2.1.2. Шунт полностью введен в магнитопровод
4.2.2. Двухмостовой выпрямитель с однофазным трехстержневым трансформатором
4.2.3. Основные параметры, характеризующие рабочий режим однофазного двухмостового сварочного выпрямителя с электрически несвязанными между собой вторичными обмотками
высокого и низкого напряжения
4.3. Анализ режимов работы однофазного двухмостового сварочного выпрямителя с электрически связанными между собой вторичными обмотками высокого и низкого напряжения
4.3.1. Двухмостовой сварочный выпрямитель с однофазным двухстержневым трансформатором с магнитным шунтом
4.3.1.1. Шунт выведен из магнитопровода
4.3.1.2. Шунт полностью введен в магнитопровод
4.3.2. Двухмостовой выпрямитель с однофазным трехстержневым трансформатором
4.3.3. Основные параметры, характеризующие рабочий режим однофазного двухмостового сварочного выпрямителя с электрически связанными между собой вторичными обмотками высокого и низкого напряжения
4.4. Сравнение схем однофазных двухмостовых сварочных выпрямителей с электрически связанными и несвязанными вторичными обмотками трансформатора
4.5. Режимы работы трехфазного двухмостового сварочного выпрямителя.

4.5.1. Диапазон больших сварочных токов
4.5.2. Диапазон малых сварочных токов
4.5.3. Основные характеристики трехфазного двухмостового сварочного выпрямителя
4.6. Анализ точности расчета основных характеристик двухмостовых

лей по сравнению с традиционными одномостовыми, причем, как следует из сопоставления формул (1.3) и (1.4) эта экономия увеличивается при уменьшении напряжения XX одной из вторичных обмоток двухмостового выпрямителя по сравнению с напряжением XX вторичной обмотки трансформатора одномостового выпрямителя. Напряжение XX другой вторичной обмотки целесообразно выбрать таким же как и у традиционных одномостовых выпрямителей, то есть 60-80 В. Такое напряжение обеспечивает надежное зажигание дуги даже при пониженном напряжении питающей сети, минимальное разбрызгивание металла и крутопадающую внешнюю характеристику выпрямителя ВН. Внутреннее сопротивление этого выпрямителя должно быть не больше значения, при котором обеспечивается минимальный ток зажигания сварочной дуги (10-15 А).
Однако это техническое решение вызывает определенные трудности при разработке сварочных выпрямителей. Они связаны прежде всего с получением крутопадающей статической внешней характеристики выпрямителя при низком напряжении XX одной из вторичных обмоток трансформатора. Поясним это на примере одномостового выпрямителя. Для этого на рис. 1.13 даны внешние характеристики выпрямителя при напряжении холостого хода 42 В, которое является минимальным значением напряжения зажигания дуги постоянного тока, и разных значениях рабочего тока выпрямителя. Из этого рисунка видно, что для
рабочего тока Ірі=40 А параметр который характеризует крутизну внешней
Д>і
характеристики, составляет 1,5, для рабочего тока 1р2=100 А этот параметр увеличивается до ^-=1,7, а для рабочего тока 1рз=200 А составляет около 2.
/ Р2 1Р}
Следовательно, при больших токах и низком напряжении внешняя характеристика выпрямителя является пологопадающей. Для снижения параметра до
требуемой величины 1,5 при рабочих токах больше 100 А необходимо увеличить напряжение XX вторичной обмотки.