Разработка сварочных выпрямителей с улучшенными технико-экономическими характеристиками

• Автор: Ермаков, Виталий Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Современные технологии электродуговой сварки и сварочное оборудование, применяемое в промышленном производстве

1.1.1 Ручная дуговая сварка

1.1.2 Сварка в среде защитных газов

1.1.3 Автоматическая сварка под флюсом

1.1.4 Сварка самозащитной порошковой проволокой

1.2 Источники питания оборудования для электродуговой сварки

1.3 МСВ на основе ТВП как перспективный источник питания
1.4. Постановка цели и задач исследования
1.5. Выводы
2. МНОГОФАЗНЫЙ СВАРОЧНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ТВП КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ
2.1 Объекты управления при электродуговой сварке
2.2 Многофазный сварочный выпрямитель на основе ТВП — схема замещения, математическое описание
2.3 Выбор метода математического моделирования МСВ
2.4 Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МСВ
3.1 Особенности реализации математической модели МСВ
3.1.1. Особенности моделирования в Не1рЫ
3.1.2. Особенности моделирования в среде МаШаЬ
3.2. Математическое моделирование ТВП в среде Це1рЫ
3.2.1. Схема замещения ТВП
3.2.2. Определение параметров схемы замещения
3.3. Особенности математического моделирования в ЬтшПпк
3.3.1. Описание элементов из стандартной библиотеки МаШаЬ-ЬтиПпк
3.3.2. Математическая модель ТВП в системе МаШаЬ-ЯппиПпк
3.3.3. Математическая модель девятифазного тиристорного моста
3.4. Основные результаты моделирования МСВ в МаШаЬ
3.4.1. Основные возможности математической модели
3.4.2. Оценка влияния МСВ на сеть соизмеримой мощности
3.4.3. Построение внешних характеристик МСВ для различных схем соединения обмоток
3.4.4. Построение регулировочной характеристики МСВ
3.4.5. Временные диаграммы токов и напряжений в силовых цепях
3.4.6. Переходные процессы в МСВ при изменении угла управления
3.4.7. Переходные процессы в МСВ при изменении нагрузки
3.5. Выводы

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МНОГОФАЗНОГО СВАРОЧНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ТВП
4Л Программа исследований
4.2 Описание экспериментальной установки
4.3 Результаты экспериментальных исследований и оценка их сходимости с результатами математического моделирования
4.3.1. Получение параметров для математического моделирования
4.3.2. Оценка сходимости результатов экспериментальных исследований и математического моделирования
4.4.Построение энергетические характеристики МСВ
4.5. Выводы
5 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОФАЗНОГО СВАРОЧНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ТВП
5.1 Расчетная цена разработанного устройства
5.2 Расчет основных экономических показателей
5.3 Оценка энергетической эффективности разработанного устройства
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ
XX век стал принципиально важным для развития и применения сварочной науки и техники. В последние 20 лет сварочное производство заметно совершенствовалось, в первую очередь, — в области оборудования и аппаратуры. В настоящее время сварка - один из ведущих технологических процессов в создании материальной основы современной цивилизации. Сварочное производство является важной составляющей в развитии экономики любой страны, поскольку прогресс многих отраслей промышленности зависит от уровня развития сварочных технологий.
В материалах VIII Международной специализированной выставки сварочных материалов, оборудования и технологий «¥Е1Х)ЕХ/Россварка-2008» (21-24 октября 2008 г., г. Москва) было отмечено, что «...сейчас сварка — важная и необходимая часть многих технологических процессов практически в каждой отрасли народного хозяйства: будь то строительство, ВПК, железные дороги, нефтегазовый комплекс и многое другое. Экономика развития только прибавляет российскому рынку сварки темпы роста. Ежегодно абсолютный показатель потребности в сварочном оборудовании среди отечественных потребителей увеличивается на 10-20%! Сегодня это довольно динамичный бизнес».
По современным оценкам специалистов предполагается, что доля ручной дуговой сварки покрытыми электродами к 2010 г. составит 15-25 % от общего объема сварки [7].
Доля механизированных и автоматических способов сварки в защитных газах, заменяющих ручную дуговую, возрастет до 50-55 %.
Развитие сварки под флюсом, доля которой к 2010 г. предположительно составит около 17 % в общем объеме сварки, связано с созданием более совершенного оборудования.

а = 2п/т2. Тем самым первичная трехфазная (»21=3) система напряжений преобразуется в /»2-фазную вторичную систему ЭДС.
Возможные схемы соединения фаз вторичной обмотки ТВП представлены на рисунке 1.12 [63].

-н>з

| ™п-2 У М;п-

Рисунок 1.12 - Схемы соединения вторичных обмоток ТВП: а - многолучевая звезда; 6 - многоугольник; в - комбинированная звезда; г - комбинированный треугольник
Достигнутый в настоящее время уровень технологичности изготовления подобных ТВП и высокое качество преобразования электрической энергии на их основе обеспечивают принципиально новые практические возможности в разработке и изготовлении многофазных сварочных выпрямителей.
Многофазные сварочные выпрямители (МСВ) на основе ТВП могут быть как неуправляемыми, так и управляемыми [64].