2.
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)
