Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Накопители энергии в электромеханике и сварочном производстве: анализ и применение 12
1.1. Принципы построения электрических машин с магнитными накопителями энергии 12
1.2. Применение магнитных накопителей в сварке 15
1.3. Возможности усовершенствования импульсных электрических машин 18
Глава 2. Усовершенствование импульсных электромеханических систем с магнитными накопителями энергии 20
2.1. ИМС электрический генератор 20
2.2. ИМС электрический двигатель 21
2.3. Линейный электромагнитный двигатель с удержанием якоря 25
2.4. Импульсные трансформаторы с магнитным сопротивлением 26
2.5. Общие свойства ИМС электрических машин 28
Глава 3. Математическое моделирование электромагнитных и механических процессов ИМС электрических машин 29
3.1. Математическая модель электромагнитных и механических процессов в ИМС электрических машинах 29
3.2. Исследования цикла работы ИМС электрического генератора 35
3.3. Исследование процесса отдачи энергии нагрузке 39
3.4. Численное моделирование ИМС электрических двигателей 40
Глава 4 Разработка ИМС электрических машин 49
4.1. Конструктивные особенности ИМС электрических машин 49
4.2. Экспериментальные исследования и использование ИМС электрических машин 52
Глава 5. Оптимизация теплового процесса сварки ИМС электрическими машинами 59
5.1. Расчёт теплового процесса сварки с учётом изменения мощности 59
5.2. Постановка и решение задачи оптимизации теплового процесса при сварке ИМС источниками 63
Глава 6. Технологические возможности электромеханических систем с магнитными накопителями энергии в сварке 67
6.1. Математическая модель процесса формирования сварочного импульса источниками с магнитными накопителями энергии 67
6.2. Сварочные ИМС установки 76
6.3. Особенности применения ИМС источников для сварки 79
Глава 7. Экспериментальные исследования процесса сварки источниками с магнитными накопителями энергии 82
7.1. Установка для импульсной сварки с магнитным накопителем энергии 82
7.2. Процесс сварки с применением ИМС источников 85
7.3. Результаты экспериментальных исследований 87
Заключение 95
Литература 98
Приложения 115
- Возможности усовершенствования импульсных электрических машин
- Импульсные трансформаторы с магнитным сопротивлением
- Исследования цикла работы ИМС электрического генератора
- Экспериментальные исследования и использование ИМС электрических машин
Введение к работе
Работа посвящена исследованию и разработке импульсных электромеханических систем с магнитными накопителями энергии и применением их в электромеханике и сварочном производстве. Такие системы известны как импульсные магнитного сопротивления (ИМС) электрические машины с управляемыми по сигналам датчиков ключами [31, 90].
ИМС электрические машины содержат магнитный накопитель энергии. Магнитные накопители энергии по сравнению с ёмкостными накопителями имеют более высокие энергетические показатели. Удельная энергия магнитных накопителей составляет 1-Ю Дж/г, в то время как ёмкостных накопителей - 0,1-0,5 Дж/г [2]. Основная часть магнитной энергии накапливается в рабочих немагнитных зазорах магнитопровода при протекании тока в обмотке.
В ИМС электрических машинах вначале происходит накопление магнитной энергии, а только затем отдача энергии нагрузке в генераторах и трансформаторах и преобразование магнитной энергии в механическую энергию в двигателях [27, 31, 32, 90]. Такой режим работы позволяет повысить кпд и удельную мощность электрических машин.
В ИМС электрических двигателях и трансформаторах передача энергии от источника питания магнитной подсистеме осуществляется импульсом при большом магнитном сопротивлении рабочих зазоров. В ИМС электрических генераторах накопление энергии осуществляется в результате процесса преобразования механической энергии якоря в магнитную энергию в рабочих зазо-
pax, а передача накопленной энергии от магнитной подсистемы нагрузке осуществляется тоже импульсом при большом магнитном сопротивлении рабочих зазоров. Величина магнитной энергии в рабочих зазорах определяется магнитным сопротивлением зазоров и растет с его увеличением. Практически рабочие немагнитные зазоры можно выполнить с очень большим магнитным сопротивлением и, таким образом, значительно повысить удельную мощность ИМС электрических машин по сравнению с традиционными электрическими машинами.
Процесс накопления магнитной энергии и передача энергии нагрузке для генераторов и трансформаторов, а также процесс накопления магнитной энергии и магнитомеханическое преобразование - для двигателей разделены во времени, поэтому в ИМС электрических машинах используется только одна совмещённая обмотка. Для расширения возможностей управления энергией и временной зависимостью мощности импульса могут использоваться две обмотки: накопления и разряда.
Существующие электрические машины с магнитными накопителями энергии ещё не вполне совершенны и, поэтому не достаточно используются в электромеханике и сварочном производстве. Эти машины мало исследованы и привлекают внимание специалистов новыми свойствами и высокими энергетическими показателями, такими как высокая удельная мощность на единицу массы, повышенный кпд, надёжность в работе. Недостаточно разработана теория таких машин.
Цель работы. Целью работы является исследование и улучшение энергетических параметров импульсных электромеханических систем с магнитными накопителями энергии и применение их в электромеханике и сварке.
Задачи, решение которых необходимо для достижения поставленной цели, заключаются в следующем:
усовершенствовать ИМС электрические машины, содержащие в своей основе магнитные накопители энергии, применительно к устройствам электромеханики и процессам сварки;
исследовать свойства и технологические возможности ИМС электрических машин;
исследовать процесс формирования импульсов ёмкостными и магнитными накопителями энергии применительно к сварке с учётом изменения активного сопротивления межэлектродного промежутка;
применить ИМС электрические машины в устройствах электромеханики и технологии сварки;
- исследовать структуру металла и свойства сварного соединения.
Методы исследования. Для исследования ИМС электрических машин
использовались дифференциальные уравнения механики и электродинамики. Вначале учитывались только основные параметры модели. Это давало возможность получать решение дифференциальных уравнений в аналитическом виде и исследовать главные свойства ИМС электрических машин. Детальная информация, которая может быть использована также и при проектировании, получена решением дифференциальных уравнений с минимальными упрощениями в
численном виде с использованием математических пакетов программ Math-CAD.
Для исследования теплового воздействия ИМС источников в сварочном процессе использовалось дифференциальное уравнение теплопроводности. Решение задачи оптимизации тепловых процессов осуществлялось с помощью схемы плоского, нестационарного теплового источника, с использованием вариационных методов.
Экспериментальные исследования ИМС электрических машин проводились на специальном стенде с использованием многоканального светового осциллографа и специально разработанных датчиков линейных перемещений.
Исследование сварочного процесса проводилось на макете сварочной установки с магнитным накопителем энергии. Осциллограммы записывались с помощью компьютерного осциллографа, а для обработки результатов эксперимента использована математическая система MathCAD. Для определения качества сварки проводились исследования микроструктуры с помощью компьютеризированного микроскопа и испытания на разрыв.
Научная новизна работы.
Впервые разработаны элементы теории импульсных электрических систем с магнитным накопителем энергии, включающие анализ цикла работы, энергетические преобразования и применительно к сварке процесс формирования импульса.
Разработана математическая модель ИМС электрических машин, с помощью которой проведены исследование таких машин.
Получено повышение энергетических параметров электрических машин с магнитными накопителями энергии.
Проведены исследования процесса формирования сварочного импульса магнитными накопителями энергии, получена концентрация энергии на сварочном промежутке с помощью активного сопротивления флюса и снижение мощности после заполнения сварочного промежутка жидким металлом.
Практическая ценность.
ИМС электрические машины применены в качестве линейных шаговых двигателей и имеются акты о внедрении и испытаниях.
Импульсные сварочные источники на основе ИМС электрических машин с магнитными накопителями энергии применены для сварки.
ИМС электрические машины могут найти применение для отбойных молотков, прессов и штамповочном оборудовании, в производстве шаговых двигателей, в мощных электрофизических установках, в новых видах сварки и др.
Результаты исследований могут быть использованы при проектировании таких машин и в учебном процессе преподавания специальных разделов электромеханики и машин сварочного производства.
На защиту выносятся.
Элементы теории ИМС электрических машин и трансформаторов.
ИМС электрические машины и их системы управления, работающие с помощью управляемых ключей по сигналам датчиков положения, датчиков фазы, датчиков скорости изменения электрического тока и датчиков максимального тока.
Импульсный сварочный источник с магнитным накопителем энергии, разработанный на основе ИМС электрических машин и трансформаторов.
Результаты экспериментальных исследований процесса сварки, структуры металла и свойств сварных соединений, выполненных ИМС сварочными источниками.
Апробация и реализация результатов работы. Результаты исследований и элементы теории ИМС электрических машин опубликованы в печати.
Работа докладывалась на научно-технических советах СКБ МТ и общезаводских научно-технических советах ОАО «Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова» в 1983, 1994, 1998 годах, на Всероссийских ежегодных научно-технических конференциях в ВятГУ в 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 и 2007 годах, на региональных с международным участием конференциях «Сварка Урала - 2003 и конференции по сварке в Перми в 2004 году».
Линейные шаговые двигатели для системы управления искусственным сердцем, разработанные на основе ИМС электрических машин под научно -техническим руководством автора, применялись ОАО «Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова» и Московским медицинским институтом НИИ трансплантологии и искусственных органов. На том же предприятии под руководством автора разработаны и изготовлены ИМС ЛШД для регулирования потока химических веществ и действующий макет линейной ИМС возвратно-поступательной машины.
Разработан и изготовлен действующий макет сварочной установки с накопителем магнитной энергии.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 41 опубликованных научных работах, в том числе монографии, 5 изобретениях, на три из которых выданы патенты, а на остальные авторские свидетельства.
Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, общих выводов, библиографического перечня и приложений.
Возможности усовершенствования импульсных электрических машин
Конденсаторы обеспечивают одинаковую энергию импульсов, что способствует стабильности качества сварных соединений. Конденсаторную сварку используют для соединения деталей малых толщин и диаметров. На конденсаторных машинах сваривают изделия, не допускающие коробление вследствие нагрева, или содержащие элементы, температура нагрева которых ограничена, а также сваривают материалы с высокой температуро- и электропроводностью с различными физико-механическими свойствами. Конденсаторные машины, по сути дела, являются одним из основных видов оборудования для сварки в электронике и приборостроении.
К недостаткам конденсаторных машин относятся трудности управления электрическим током, который при уменьшении активного сопротивления межэлектродного сварочного промежутка может достигать больших значений и привести к прожогу деталей, ограниченная производительность, связанная с низким темпом циклирования электролитических конденсаторов, а также небольшой срок службы конденсатов из-за больших токов и электродинамических нагрузок.
Магнитные накопители энергии не увеличивают электрический ток при уменьшении активного сопротивления нагрузки, что важно для сварки импульсами. Они заряжаются и разряжаются со значительно более высокой скоростью, а их обмотка, например, может быть залита отвердевающей смолой, и иметь, таким образом, более высокую механическую прочность, чем обкладки конденсаторов и соединения подводящих к ним проводов [114].Сварка магнитными накопителями энергии наблюдается в технике.
Образование электрической дуги и приварка контактов происходит в системах электроснабжения при размыкании электрических цепей, когда энергия магнитного поля, накопленная в электромагнитных устройствах и магнитная энергия, созданная электрическим током протяжённых электрических линий превращается в энергию электрической дуги, и с этим борются [108].
При контактной сварке оплавлением при взрыве жидкого контакта происходит размыкание сварочной цепи, и запасённая энергия магнитного поля способствует образованию перенапряжения на деталях и возникновению кратковременного дугового разряда между их торцами [119]. Аналогично в ручной дуговой сварке при касании электродом свариваемой детали электрическая цепь замыкается накоротко и происходит накопление магнитной энергии в магнитных цепях сварочного источника, которая при отведении электрода от детали способствует зажиганию дуги.
Невозможна была бы качественная сварка конденсаторными сварочными машинами без накопителей магнитной энергии. Для формирования сварочного импульса в конденсаторных машинах в сварочную цепь вводится индуктивность [119]. Появление индуктивного сопротивления в сварочной цепи конденсаторной машины также связано с потоками рассеяния сварочного трансформатора [101].
О способе сварки магнитными накопителями энергии упоминается в работе [119]. В качестве магнитного накопителя используется сварочный трансформатор, который отличается от обычного наличием воздушного зазора (2,5 -3 % средней длины сердечника). При включении быстродействующего контактора и приложения выпрямленного напряжения в первичной обмотке протекает электрический ток и происходит накопление энергии магнитного поля трансформатора. Вторичная цепь в процессе накопления энергии, как правило, замкнута на свариваемые детали и в ней тоже протекает небольшой ток. По мере роста тока в первичной обмотке до заданной величины реле тока размыкает контактор. При этом происходит интенсивное изменение магнитного потока, что вызывает резкое возрастание сварочного тока. Накопленная в трансформаторе энергия выделяется в свариваемых деталях.
В своё время такой способ сварки не нашёл применения и одной из причин были возникшие трудности в создании надёжного и быстродействующего отключающего устройства - коммутатора.
В настоящее время коммутирующая техника по мощности и быстродействию уже достигла достаточно высокого уровня, что позволяет справиться с такой задачей. Кроме того, существует методы подключения без коммутирующих устройств нагрузки к магнитным накопителям [110]. Для усовершенствования существующих импульсных электрических машин с магнитными накопителями энергии необходимо осуществить передачу энергии от магнитной подсистемы нагрузке в генераторах и трансформаторах при максимальном токе и максимальной магнитной энергии. В двигателях необходимо разделить во времени отдачу энергии от источника питания магнитной подсистеме и магнитомеханическое преобразование энергии, т.е. необходимо начинать магнитомеханическое преобразование при максимальном токе или максимальной магнитной энергии при короткозамкнутой обмотке [27, 31, 32,116].
Импульсные трансформаторы с магнитным сопротивлением
Существуют линейные электромагнитные двигатели, в которых с помощью дополнительного электромагнита осуществляется искусственная задержка якоря на этапе трогания [72]. Задержка якоря позволила повысить электрический ток трогания и начать его движение уже при запасённой магнитной энергии. Было проведены исследования таких двигателей и получено повышение кинетической энергии удара и кпд.
Существующие электромагнитные двигатели с удержанием якоря могут быть усовершенствованы следующим образом.
Необходимо удерживать якорь до тех пор, пока электрический ток не достигнет максимального значения или не накопится максимальная магнитная энергия. Затем по сигналу датчика скорости изменения электрического тока, который также может выполнять функции датчика максимального тока, необходимо обмотку замкнуть накоротко и отключить удерживающий электромагнит.
В линейных электромагнитных машинах с удержанием якоря процесс передачи энергии от источника питания магнитной подсистеме может происходить при возможно максимальном магнитном сопротивлении рабочих зазоров, когда накапливается максимальная магнитная энергия. В этом заключается преимущество таких машин по сравнению с машинами без удержания якоря. В машинах без удержания якоря, как бы не был коротким импульс от источника питания, за время достижения импульсом максимальной амплитуды происходит смещение якоря из крайнего положения и уменьшение магнитного сопротивления.
Импульсные трансформаторы с магнитным сопротивлением Импульсные трансформаторы с магнитным сопротивлением имеют накопитель магнитной энергии в виде воздушного зазора [24, 25, 90]. Зарядка магнитного накопителя в них осуществляется аналогично питанию ИМС двигателей [16], а разрядка аналогично отдаче энергии нагрузке в ИМС генераторах [15]. С помощью таких трансформаторов осуществляется преобразование мощности и, поэтому, их в технике называют трансформаторами мощности [2, 25]. В ИМС источниках основной задачей является не преобразование мощности, а получение импульсов от магнитного накопителя с заданной энергией и мощностью, определяемых, например, параметрами сварочного процесса.
Как и в ИМС генераторах подключение нагрузки в ИМС трансформаторах осуществляется при максимальном токе с помощью датчика максимального тока [15]. Как показали исследования зарядку магнитного накопителя целесообразно производить короткими импульсами, так как в этом случае уменьшаются потери энергии в проводах обмотки и, следовательно, повышается кпд [1П].
В ИМС трансформаторах магнитная энергия сосредоточена в определённом месте пространства - немагнитном зазоре магнитопровода [90]. Это позволяет расширить возможности управления энергией путём введения в немагнитный зазор ферромагнитного или электропроводящего элемента. Для однородного магнитного поля магнитная энергия равна где В, Н - индукция и напряжённость магнитного поля; Ф - магнитный поток; &м 5 - сопротивление магнитному потоку; V - объём, занимаемый магнитным полем; ц - относительная магнитная проницаемость; ц0 - магнитная постоянная. Магнитная проницаемость І сердечника трансформатора порядка нескольких тысяч и, поэтому, согласно (2.1) плотность магнитной энергии в нём не значительна. Магнитная энергия, главным образом, сосредоточена в немагнитном зазоре, магнитная проницаемость JJ, которого равна единице. Таким образом, в ИМС трансформаторе процесс передачи энергии от источника питания нагрузке осуществляется через накопление энергии в магнитной подсистеме. В качестве накопителя магнитной энергии используется немагнитный зазор, расположенный между полюсами ферромагнитной части магнитопровода. Разработана методика расчёта ИМС трансформаторов [22, 78, 90]. При пренебрежении магнитным сопротивлением магнитопровода решение системы уравнений, описывающих работу трансформатора, получено в аналитическом виде. В общем случае система уравнений решается в численном виде с помощью математических пакетов программ MathCAD. Кроме сварочного производства ИМС трансформаторы могут найти применение в устройствах проверки и наладки автоматических выключателей [20]. Использование для этих целей ИМС трансформаторов [90] позволит увеличить энергию импульсов и приблизить форму импульсов к форме импульсов, возникающих при коротком замыкании в электрических цепях. Как и любые электрические машины, ИМС электрические машины обратимы. ИМС электрические машины имеют следующие общие свойства: 1) содержат накопитель магнитной энергии, 2) накопление магнитной энергии в них осуществляется при максимальном магнитном сопротивлении немагнитных рабочих зазоров импульсами, 3) имеют одну совмещённую обмотку, так как энергетические процессы в них разделены во времени.
Исследования цикла работы ИМС электрического генератора
В крайнем положении вторичной части, когда магнитное сопротивление в рабочих зазорах максимальное к обмотке двигателя подключается синусоида напряжения с фазой, соответствующей напряжению близкому к максимальному значению. Когда индукция магнитного поля в самом узком месте магнито-провода примет заданное значение, которое взято равным В = 1,9 Т, источник питания отключается и одновременно (через диод) обмотка замыкается накоротко. Таким образом, из синусоиды вырезается импульс напряжения, близкий к прямоугольному импульсу и подключается к обмотке в крайнем (начальном) положении вторичной части. Решение системы уравнений осуществляется дважды: при подключенном источнике питания, с отключенным источником питания и замкнутой накоротко обмоткой. Затем решения сшиваются с помощью специализированных функций MathCADa. Основным элементом программы является вектор производных D(t, Y)
Компонентами этого вектора являются правые части системы дифференциальных уравнений (3.36). Зависимые переменные записаны в виде обобщённого вектора Y с компонентами Специализированный оператор MathCAD rkfixed (Y0, хь x2, N, D) или другие подходящие операторы дают решение системы дифференциальных уравнений в численном виде, представленные матрицей. По полученным численным данным построены графики следующих функций от времени: магнитного потока, координаты и скорости вторичной части двигателя, энергии потерь в проводах, механической энергии, энергии источника питания, магнитной энергии в магнитопроводе. Значения других величин получены из этих основных значений с помощью соответствующих формул [31]. Например, матрица численных значений для магнитной энергии \ть в рабочих зазорах получена с помощью соотношения где Фт и i?s - матрицы значений для магнитного потока и магнитного сопротивления.
Размеры моделируемой ИМС электрической машины составляют 0,204x0,124x0,2 м. Результаты исследований приведены в работах [21, 26, 31].
Исследования показали, что передача энергии от источника питания происходит в крайнем положении вторичной части, когда магнитное сопротивление рабочих зазоров не успевает существенно измениться. Во время замыкания обмотки накоротко магнитный поток незначительно убывает, и таким образом, преобразование магнитной энергии в механическую энергию происходит почти при постоянном потокосцеплении.
Исследование влияния размеров рабочих зазоров на энергетические параметры показали, что увеличение рабочих зазоров приводит к возрастанию мощности, так как в этом случае накапливается больше магнитной энергии, при этом кпд уменьшается [31]. Увеличение зазоров для двигателей приводит к возрастанию нежелательной в нейтральном положении вторичной части остаточной магнитной энергии и увеличению сил, препятствующих дальнейшему продвижению вторичной части.
Исследование влияния вида функции магнитного сопротивления в зависимости от координаты вторичной части машины на энергетические характеристики показали, что вид функции магнитного сопротивления не значительно влияет на величину механической энергии. Электрические потери в обмотке возрастают, а кпд уменьшается с уменьшением выпуклости вниз кривой магнитного сопротивления [31].
Исследование влияния величины механической нагрузки на энергетические параметры в линейных ИМС электрических двигателях показали, что изменение противодействующей силы незначительно влияет на величину механической энергии и кпд. Например, с уменьшением противодействующей силы уменьшается механическая работа, а кинетическая энергия в конечном положении вторичной части (нейтральное положение) увеличивается, при этом суммарная величина механической работы и кинетической энергии практически не меняется. Происходит перераспределение между механической работой и кинетической энергией подвижных частей. Если механическая работа равна нулю, то кинетическая энергия движения вторичной части принимает максимальное значение [31].
Исследовано влияние длительности импульсов на энергетические параметры. [26]. Импульс формировался «обрезанием» концов полусинусоиды. Относительная длительность импульса определялась по формуле где С, - величина отсечённой части полусинусоиды, которая изменяется от нуля, для синусоидального режима работы и стремится к Q=n/2 при уменьшении длительности импульса до нуля. Напряжение источника питания подбиралось так, чтобы максимальная индукция магнитного поля была одинаковой для всех импульсов и не превышала индукцию магнитного поля, соответствующую магнитному насыщению магнитопровода в самом узком месте.
Экспериментальные исследования и использование ИМС электрических машин
Форма импульса при разрядке на активную нагрузку, как для ёмкостного накопителя, так и для магнитного, имеют вид спадающих экспонент. Параметры могут быть подобраны так, что импульсы ёмкостного и магнитного накопителя будут иметь одинаковую форму для неизменного активного сопротивления, и такие импульсы будут оказывать одинаковое тепловое воздействие. Однако активное сопротивление межэлектродного сварочного промежутка изменяется в процессе действия импульса и становится незначительным в конце сварочного процесса. На рис. 6.1 приведены временные зависимости электрического тока и напряжения для активных сопротивлений, моделирующих активное сопротивление межэлектродного промежутка [110, 119].
Если при уменьшении активного сопротивления межэлектродного промежутка ёмкостные накопители энергии создают резкое увеличение электрического тока (рис.6.1, а), что может привести к прожогу деталей, то при использовании магнитных накопителей такого нарастания электрического тока не происходит (рис. 6.1, б). После заполнения зазора между свариваемыми деталями жидким металлом активное сопротивление межэлектродного промежутка уменьшается, и выделение мощности магнитным накопителем в зазоре тоже уменьшается, так как постоянная времени сварочной цепи увеличивается (6.6) [114]. Процесс отдачи оставшейся энергии импульса «растягивается» во времени. Для дуговой сварки до зажигания дуги, когда активное сопротивление межэлектродного промежутка велико, магнитные накопители повышают напряжение и могут способствовать зажиганию и стабилизации горения дуги. Такое свойство следует из уравнений (6.6 и 6.7) [114]: напряжение увеличивается пропорционально величине активного сопротивления межэлектродного промежутка.
Анализ процесса выделения мощности ёмкостными и магнитными накопителями (6.4, 6.8) показывает, что выделение мощности ёмкостными накопителями возрастает с уменьшением активного сопротивления нагрузки и уменьшается с его увеличением. Совершенно наоборот происходит для магнитных накопителей, выделение мощности для них возрастает с увеличение активного сопротивления нагрузки и уменьшается с его уменьшением.
Магнитные накопители используются в конденсаторных сварочных машинах (рис. 6.2) для улучшения кривой электрического тока [76, 119]. Появление индуктивностей 4 и 5 связано с потоками рассеяния трансформатора 3 [101]. Индуктивность вводится также специально для получения определённой формы импульсов [119]. В зависимости от величины индуктивности сварочной цепи получают апериодический или колебательный разряд. Однако магнитные накопители в сварочных конденсаторных машинах играют второстепенную роль и их свойства полностью не реализуются. В сварочных же машинах с магнитным накопителем магнитный накопитель является основным накопителем энергии, а конденсаторы могут использоваться также для улучшения свойств таких сварочных машин [118].
Магнитный накопитель представляет собой короткозамкнутую обмотку, по которой течёт электрический ток. В сверхпроводящей обмотке электрический ток может циркулировать бесконечно долго. В обычной обмотке длительность его протекания определяется постоянной времени где L - индуктивность обмотки; w - число витков; RM - магнитное сопротивление магнитному потоку; R0E - активное сопротивление обмотки. Время существования магнитной энергии в магнитном накопителе из-за наличия активного сопротивления значительно меньше времени существования электрической энергии в конденсаторной батарее, однако этого времени вполне достаточно для формирования сварочного импульса [115]. Теперь рассмотрим процесс формирования импульса сварочной установкой с магнитным накопителем [118]. Принципиальная схема сварочной установки приведена на рис 6.3. Для подключения магнитного накопителя к сварочному промежутку используется ключ 3. В начальный момент времени электрический ток z o магнитного накопителя протекает только через коммутирующий элемент 3. За время размыкания коммутирующего элемента электрический ток "перетекает" в ветвь, содержащую межэлектродный сварочный промежуток .
