Комбинированный двухтрансформаторный преобразователь с обратным ключом и мягким включением

• Автор: Идрисов, Ильдар Камильевич
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Содержание
Глава 1 Обзор преобразователей, реализующих технологию сварки управляемым капельным переносом металла
1.1 Современные технологии импульсно-дуговой сварки
1.2 Преобразователь УДГИ Института физики прочности и материаловедения СО РАН для реализации технологии сварки управляемым капельным переносом электродного металла короткими замыканиями
1.3 Преобразователь Invertec STT & STT II фирмы Lincoln Electric для реализации технологии сварки STT
1.4 Преобразователь Power Wave 455 STT фирмы Lincoln Electric для реализации технологии сварки STT
1.5 Преобразователь Auto-Axcess 450 фирмы Miller Electric для реализации технологии сварки RMD
1.6 Комбинированный двухтрансформаторный преобразователь для реализации технологии сварки управляемым капельным переносом металла
ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ
Глава 2 Режимы работы комбинированного двухтрансформаторного преобразователя для реализации процесса управляемого капельного переноса металла
2.1 Описание преобразователя
2.1.1 Структурная схема преобразователя
2.1.2 Описание режимов работы преобразователя
2.2 Алгоритм работы преобразователя для реализации процесса управляемого капельного переноса металла
2.2.1 Алгоритм формирования импульса тока
2.2.2 Диаграммы состояний преобразователя для реализации процесса управляемого капельного переноса металла
2.3 Режим поджига дугового разряда

2.3.1 Процесс заряда накопительного конденсатора до необходимого напряжения для поджига дугового разряда
2.3.2 Процесс накопления и стабилизации тока в индуктивностях контуров намагничивания
2.3.3 Процесс формирования фронта импульса сварочного тока
2.4 Режим стабилизации амплитуды сварочного тока
2.4.1 Процесс стабилизации амплитуды импульса сварочного тока с мягким включением
2.4.2 Процессы формирования заднего фронта импульса и сброса накопленной энергии из накопительного конденсатора в источник питания
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ
Глава 3 Повышение эффективности комбинированного двухтрансформаторного преобразователя
3.1 Факторы, снижающие эффективность преобразователя
3.2 Реализация мягкого переключения
3.2.1 Классификационная диаграмма способов мягкого переключения
3.2.2 Особенности резонансного переключения
3.2.3 Режимы резонансного переключения ключевых элементов преобразователя
3.2.4 Исследование поведения преобразователя на всем диапазоне рабочих токов
3.2.5 Оценка влияния резонансных контуров коммутации на скорость нарастания фронта импульса сварочного тока на математической модели
3.2.6 Оценка динамических потерь в режиме стабилизации амплитуды импульса сварочного тока на математической модели
3.3 Реализация поджига дугового разряда
3.3.1 Проблема поджига дугового разряда преобразователей для

сварки короткой электрической дугой
3.3.2 Исследование поведения преобразователя в режиме возврата 97 энергии в накопительный конденсатор и сброса в основной источник питания
3.3.3 Влияние накопительного конденсатора на скорость нарастания 102 фронта импульса сварочного тока
3.3.4 Определение коэффициента передачи энергии в нагрузку
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
Глава 4 Практическая реализация комбинированного
двухтрансформаторного преобразователя с обратным ключом и экспериментальные исследования его характеристик на физической модели
4.1 Разработка инженерной методики проектирования преобразователя
4.1.1 Расчет резонансных реактивных элементов
4.1.2 Определение граничного режима работы
4.1.3 Расчет емкости накопительного конденсатора
4.2 Экспериментальные исследования на физической модели
4.2.1 Описание лабораторного макета
4.2.2 Исследование процесса формирования фронта импульса 122 сварочного тока
4.2.3 Исследование процесса мягкого включения транзисторного 127 ключа
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список использованных источников
Приложение А Результаты экспериментальных исследований
Приложение Б Технические характеристики используемых приборов
Приложение В Акты о внедрении

Глава 2 Режимы работы комбинированного двухтрансформаторного преобразователя для реализации процесса управляемого капельного переноса металла
2.1 Описание преобразователя
2.1.1 Структурная схема преобразователя
Комбинированный двухтрансформаторный преобразователь с обратным ключом (рисунок 2.1) выполнен в виде мостового инвертора на транзисторных ключах УТу-УТ^ с обратными диодами VI)гVI)4 и конденсаторами резонансных контуров СгС4, вход которого подключен к основному источнику питания 0, а к его выходу, через дроссели резонансных контуров Ьки 7/(2, подключен согласующий электромагнитный блок, который выполнен в виде двух многообмоточных дросселей-трансформаторов ТУ{ и ТУ2 с первичными РУи и Щ2 и вторичными ЯД и Ц22 обмотками. В согласующем электромагнитном блоке индуктивности Ь„, 1 и Ь,„2 контуров намагничивания условно вынесены из схемы дросселей-трансформаторов ТУу и ТУ2, которые представлены как совокупность индуктивностей намагничивания Ь„,, Ь,„2 и идеальных трансформаторов ТУ и ТУ2. Приняты положительные направления токов //„,1 и 11т2 в дросселях намагничивания Ьт1 и Ь„,2, показанные стрелками. Первичные обмотки трансформаторов ТУ и ТУ2 включены встречно-последовательно. Одноименные зажимы первичных обмоток объединены и подключены к общей точке дополнительных транзисторных ключей УТ5 и УТ6. Дополнительный ключ УТ5, последовательно с которым включен диод УЛ5, соединяет общую точку первичных обмоток с конденсатором С5, другой выход которого соединен с основным источником питания £Д. Дополнительный ключ VI'6 соединяет общую точку первичных обмоток с отрицательной шиной основного источника питания [Д. Параллельно конденсатору С5, включен инвертирующий преобразователь, выполненный на транзисторном ключе УТ2, дросселе Ь с датчиком тока ДТ и конденсаторе С6, установленном параллельно основному источнику питания 11,