Search the digital library catalog

Abstract: The paper deals with the dynamics of a resistance spot welding system. At the core of this system is a transformer, which is powered on the primary side by a pulse-width modulated inverter and has a full-wave output rectifier on the secondary side that provides a direct welding current. The entire system is nonlinear, due to magnetic hysteresis and electronics. The electronics prevent the current from flowing in all parts of the welding transformer at separate time intervals during the voltage supply period; therefore, not all the parameters affect the dynamic of currents and voltages all the time so the system is also time-variant. To design a high-performance welding system and to predict the maximum possible welding current at a specific load, it is necessary to know the welding and primary currents. The leakage inductances of the system can reduce the maximum welding current significantly at higher frequencies and the same load. There are several methods to determine these currents, each with its drawbacks. Measurements are time-consuming, using professional software is expensive and requires time to learn and free open-source software has many limitations and does not guarantee the correctness of the results. The article presents a new, fourth option—a theoretical derivation of analytical expressions that facilitate straightforward and rapid calculation of the welding and primary currents of the resistance spot welding system with symmetrical secondary branches. The derivation of the mathematical expressions is based on the equivalent circuits that describe the system in different operating states. The results of the numerical simulations confirmed the derived expressions completely.
Keywords: DC–DC converters, pulse width modulation (PWM), welding transformers, center-tapped transformers, full-wave rectifier, resistance spot welding (RSW), leakage inductance, analytical modeling, time-variant system, equivalent circuit
Published in DKUM: 08.08.2024; Views: 77; Downloads: 17
Full text (6,72 MB)

Abstract: V zaključnem delu je opisana linija za izdelavo ABS robnih trakov. Trakovi se uporabljajo v zaključnih delih mizarstva. Opisan je izgled linije in njeno delovanje. Predstavljena je programska in strojna oprema uporabljena za avtomatizacijo linije. Za krmiljenje linije je uporabljen programirljiv logični krmilnik Siemens družine 1500. Podrobneje je razložena izdelava programa za avtomatizacijo.
Keywords: avtomatizacija, programirljiv logični krmilnik, ABS robni trakovi
Published in DKUM: 03.11.2020; Views: 1073; Downloads: 64
Full text (1,90 MB)

Abstract: V doktorski disertaciji je predstavljena analiza srednjefrekvenčnega sistema za uporovno točkovno varjenje, ki se v industriji uporablja za varjenje pločevin. Sistem za uporovno točkovno varjenje sestavljajo frekvenčni pretvornik, varilni transformator z nameščenim diodnim usmernikom in varilne klešče z elektrodami. Ti sistemi se večinoma uporabljajo v avtomatizirani avtomobilski industriji za varjenje karoserij s pomočjo robotov. Varilni transformator je nameščen na premikajoči se robotski roki, zato je teža zelo pomemben dejavnik. Z manjšo težo prihranimo na energiji in povečamo dinamiko robota. Težo varilnega transformatorja lahko zmanjšamo z lažjimi in kakovostnejšimi materiali, kar pa je povezano z višjo ceno in je pogosto nesprejemljivo. Težo lahko zmanjšamo tudi s povišanjem frekvence napajalne napetosti, kar omogoča zmanjšanje preseka železnega jedra. Manjši presek železnega jedra pomeni tudi krajše ovoje navitij in s tem manjšo težo. Višanje napajalne frekvence pa negativno vpliva na velikost varilnega toka in izgube, ki sta glavni temi raziskovanja doktorske disertacije. Z višanjem frekvence se namreč zmanjšuje največji varilni tok zaradi izgube prevajalnega razmerja. Pojav izgube prevajalnega razmerja in efektivno prevajalno razmerje sta podrobno analizirana na podlagi časovnih potekov tokov in napetosti. Frekvenčna odvisnost maksimalnega varilnega toka je karakteristična lastnost varilnega transformatorja, ki jo lahko določimo z drago merilno opremo ali z zahtevnimi numeričnimi izračuni. V disertaciji je predstavljena možnost analitičnega izračuna na osnovi poznanih parametrov veznega modela. Ker gre v danem primeru za zahteven, nelinearen in časovno spremenljiv sistem, je tudi analitična rešitev temu primerno zahtevna. Analitična rešitev pa ne omogoča samo neposrednega izračuna frekvenčne odvisnosti varilnega toka, temveč tudi njegovo odvisnost od kateregakoli drugega parametra veznega modela. Analitična rešitev je potrjena tako z meritvami kot z numeričnimi izračuni z reševanjem vezij in z uporabo metode končnih elementov (MKE). Ker modeli MKE zajemajo tudi vpliv kožnega in sosedstvenega pojava, je bilo z izračuni potrjeno, da ti pojavi v opazovanem frekvenčnem področju nimajo opaznega vpliva na frekvenčno odvisnost varilnega toka. S pomočjo MKE in meritev so bili analizirani tudi vplivi frekvence na joulske izgube varilnega transformatorja. Izgube se je razdelilo na deleže stacionarnih in dinamičnih izgub, kjer slednje naraščajo z naraščanjem frekvence. Na osnovi rezultatov meritev in izračunov s predlogom šestih novih konstrukcij navitij transformatorja so podani splošni napotki za zmanjšanje neželenega zmanjšanja varilnega toka in povečanje izgub pri povečanju frekvence napajalne napetosti.
Keywords: uporovno točkovno varjenje, varilni transformator, DC-DC pretvorniki, preklopna frekvenca, vezni modeli, analitični modeli, navitja transformatorja, izgube, železno jedro, vrtinčni toki, kožni pojav, sosedstveni pojav, metoda končnih elementov
Published in DKUM: 24.04.2018; Views: 2007; Downloads: 138
Full text (14,39 MB)