1. Nehomogeno porazdeljen magnetni pretok v jedru transformatorja za uporovno točkovno varjenjeGašper Habjan, 2018, master's thesis Abstract: V magistrskem delu je predstavljen pojav nehomogene porazdelitve magnetnega pretoka v jedru transformatorja za uporovno točkovno varjenje. Pojav nehomogene porazdelitve magnetnega pretoka v jedru transformatorja lahko povzroči lokalna nasičenja jedra, kar ima negativne posledice med obratovanjem naprave. V prvem delu so predstavljeni vzroki za nastanek obravnavanega pojava. Glavni vzrok za nastanek nehomogene porazdelitve magnetnega pretoka je neustrezna porazdelitev magnetnih napetosti v oknu transformatorja, ki je posledica neustrezne konstrukcije transformatorja. Predstavljena teoretična analiza je potrjena z numeričnimi izračuni s pomočjo ustreznih modelov obravnavane naprave, kakor tudi z meritvami na eksperimentalnem sistemu. V okviru numerične analize sta predstavljeni dve tehniki modeliranja, ki zajameta vpliv obravnavanega pojava na delovanje naprave, in sicer metoda končnih elementov in metoda reluktančnih veznih modelov. V nalogi je nadalje opisana zgradba in postopek izdelave eksperimentalnega merilnega sistema za meritev omenjenega pojava. Predstavljeni rezultati eksperimentalne in računske analize se dobro ujemajo in potrjujejo predpostavljene vzroke za nastanek nehomogene porazdelitve magnetnega pretoka. Na podlagi izvedene analize so predstavljeni tudi ukrepi, ki zmanjšujejo neželen pojav in njegove posledice.
Keywords: metoda končnih elementov, nehomogeno porazdeljen magnetni pretok, vezni model s koncentriranimi parametri, transformator za uporovno točkovno varjenje
Published in DKUM: 22.10.2018; Views: 1610; Downloads: 348
 Full text (5,13 MB) |
2. Vpliv preklopne frekvence sistema za uporovno točkovno varjenje na varilni tok in na izgubeRobert Brezovnik, 2018, doctoral dissertation 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: 141
Full text (14,39 MB) |
3. Vplivi različnih načinov vodenja sistema za uporovno točkovno varjenje na njegove izgubeJernej Černelič, 2017, doctoral dissertation Abstract: V doktorski disertaciji je predstavljen srednje-frekvenčni sistem za uporovno točkovno varjenje (UTV) s katerim se v industriji varijo pločevine. Tak sistem je sestavljen iz frekvenčnega pretvornika, transformatorja, diodnega usmernika in varilnih klešč ter varjenih pločevin. S frekvenčnim pretvornikom lahko generiramo poljubne dolžine pulzov napetosti, s katero nato napajamo transformator. Posledično pa lahko uporabimo različne metode generiranja pulzov napajalne napetosti. V industriji se v ta namen najpogosteje uporablja pulzno-širinska modulacija, ki ji moramo definirati modulacijsko frekvenco, ki je pogosto konstantna. Ker lahko generiramo poljubne dolžine pulzov napajalne napetosti, pa lahko te prožimo tudi glede na potrebe procesa UTV. V disertaciji je tako predstavljen algoritem histereznega vodenja sistema za UTV, ki transformator napaja z minimalno frekvenco napajalne napetosti, ki jo sistem potrebuje, da lahko zagotovi želen bremenski tok. Pri tem pa se lahko frekvenca napajalne napetosti med obratovanjem tudi spremeni, kar ni značilno za pulzno-širinsko modulacijo. Zaradi spreminjanja frekvence napajalne napetosti v disertaciji obravnavamo število pulzov napajalne napetosti v enako dolgih varilnih ciklih. Spreminjanje frekvence pa vpliva na tako imenovane dinamične izgube sistema za UTV, ki so odvisne od frekvence napajalne napetosti. Med te izgube uvrščamo stikalne izgube frekvenčnega pretvornika, izgube povezane s kožnim pojavom v navitjih transformatorja in histerezne izgube železnega jedra transformatorja za UTV. Z zmanjšanjem frekvence se te običajno zmanjšajo, kar smo potrdili tudi v primeru sistema za UTV. Pri uporabi algoritma histereznega vodenja, ki transformator napaja z minimalno frekvenco napajalne napetosti pa naraste valovitost bremenskega toka. Ta je lahko še posebej velika pri varjenju pločevin z nizko vrednostjo nadomestne varilne upornosti. Za tak primer smo pripravili tudi algoritem vodenja, ki zmanjša valovitost bremenskega toka na polovico tako, da maksimalno dolžino pulza napajalne napetosti prepolovi. Pri tem algoritem vodenja samodejno določi dolžino pulza napajalne napetosti na podlagi prvega pulza napajalne napetosti, ki vrednost gostote magnetnega pretoka spremeni od ene točke nasičenja do druge. Oba razvita algoritma pa lahko uporabljamo tudi pri DC-DC pretvornikih, ki vsebujejo transformator. V disertaciji pa smo analizirali tudi vplive bremenskega toka, nadomestne upornosti bremena in napetosti enosmernega vodila na obremenitev sistema. Od obremenitve je namreč odvisno koliko bo lahko algoritem vodenja znižal frekvenco oziroma zmanjšal število pulzov napajalne napetosti. Na podlagi te analize lahko izberemo tak nabor varilnih parametrov, pri katerih bo izkoristek sistema za UTV največji. Vrednosti varilnih parametrov lahko namreč tudi nekoliko spremenimo, pri tem pa se kvaliteta nastalega spoja ne spremeni.
Keywords: uporovno točkovno varjenje, regulacija, histerezna regulacija, nasičenje, algoritem vodenja, minimalna frekvenca, izgube, izkoristek, valovitost bremenskega toka, frekvenčni pretvornik
Published in DKUM: 05.07.2017; Views: 1901; Downloads: 85
Full text (9,12 MB) |
4. REALIZACIJA VODENJA ZA OPTIMALNO IZKORIŠČANJE ŽELEZNEGA JEDRA VARILNEGA TRANSFORMATORJAPrimož Sukič, 2013, master's thesis Abstract: Delo opisuje načrtovanje in izdelavo krmilnega sistema za srednje frekvenčni sistem za uporovno točkovno varjenje. Obsega načrtovanje in izdelavo elektronskih komponent, ki so potrebne za zajemanje podatkov iz senzorjev ter za proženje razsmernika. Jedro sistema predstavlja zmogljiv digitalni signalni krmilnik TMS320F28335, ki je bil grafično programiran v programskem paketu Matlab/Simulink. Uporabljen je sistem vodenja varilnega transformatorja, ki upošteva magnetne razmere v železnem jedru. Razvit je bil za detekcijo nasičenja železnega jedra varilnega transformatorja. Z njegovo uporabo v sistemu vodenja je mogoče preprečiti pojav nasičenja v železnem jedru varilnega transformatorja. Samo jedro pa je mogoče optimalno izkoristiti. Rezultati vodenja z razvitim krmilnim sistemom so pokazali, da je z njegovo uporabo mogoče izboljšati obratovalne lastnosti sistema za uporovno točkovno varjenje.
Keywords: točkovno varjenje, uporovno varjenje, varilni transformator, železno jedro, krmilni sistem, vodenje, DSP, 28335, TMS320F28335
Published in DKUM: 13.09.2013; Views: 2885; Downloads: 122
 Link to full text |
5. |
