Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных экономических ус-, ' ловиях перспективными являются технологии, позволяющие минимизировать расход материалов, энергетические затраты и время дошшительной обработки изделия'.
В дуговой и плазменной технологиях решающую роль играет применяемое электрооборудование и, в первую очередь, источник питания установки или агрегата, которым практичес-'ки во всех случаях является управляемый статический преобразователь. .
Несмотря на обилие схемотехнических и конструкторских решений вторичных источников энергии, вариантов применяемой ; элементной базы", специфика каждого процесса и его технологическое развитие постоянно требуют оптимизации существующих и разработки новых преобразователей.
В значительной степени это относится к процессам дуговой сварки металлов, применяемой во всех областях хозяйственной деятельности.
Особенности дуговой сварки, физическая сущность которой сочетает в себе термические, гядрс- и газодинамические, электромагнитные процессы, множественность режимов, высокую чувствительность качественных показателей к статическим и динамическим параметрам источника энергии требуют создания преобразователей, обладающих адаптивными свойствами..
В последнее десятилетие за рубежом, а в последние годы в России освоен серийный .выпуск статических преобразователей для дуговой сварки с промежуточным звеном повышенной частоты (ПЗПЧ), которые при соответствующем наборе статических характеристик Ц полосе пропускания управляющего.сигнала не менее нескольких кГц способны решать технологическую задачу более успешно, чем-трансформаторно - выпрямительные системы.
Общим недостатком существующих устройств является довольно узкий диапазон реализуемых режимов, что> объясняется. с'одной стороны, относительной схемотехнической сложностью. возрастающей при попытке расширения функций и делающей товар повышенного спроса малодоступным для потребителя, с другой
- 2 -стороны недостаточным опытом и'историей научных изысканий в данной области,', преобладанием эмпирического подхода при проектировании.
Актуальность работы обосновывается назревшей необходимостью создания достаточно простого, надежного и недорогого источника тока для процессов дуговой и плазменной технологий с ПЗПЧ, обеспечивающего высокое качество продукции,что предполагает определенный объем научных исследований и зкспери -ментов.
Цель работы. Цель настоящей работы состоит в разработке источника тока с ПЗПЧ, удовлетворяющего требованиям качества, надежности и экономичности, а ' также в разработке методики проектирований электрооборудования, соответствующего- современному уровню развитая преобразовательной техники и создающего перспективные направления в практических приложениях энергетической электроники.
Методы исследования. Достижение цели работы осуществлялось путем создания и реализации новых схемотехнических решений, математического моделирования с применением оптимизационных алгоритмов, разработки и формализации критериев оптимальности, создания обобщенной модели преобразователя с ПЗПЧ, вклэчагацую физичесісй разнородные параметры.
Использовалось математическое обеспечение алгоритмического языка FORTRAN 4
Экспериментальные исследования осуществлялись посредством современной измерительной Техники с Последующей статистической обработкой на.PC.
Научная новизна. В процессе разработки принципиально нового источника тока с ПЗПЧ и связанных о этим теоретических исследованиях получены новые научные результаты;
создана математическая модель преобразователя, приспособленная для проведениям экспериментов, реализация которых на макетных образцах затруднительна;
создана математическая модель преобразователя с ПЗПЧ нового типа с переменной структурой, адаптируемой к характеру дуговой нагрузки.
освоена и модернизирована методика автоматизированного
проектирования статических преобразователей с автономным резонансны» тиристорним инвертором в качестве ПЗПЧ;
- обоснована и реализована возможность формализации комп
лексного критерия оптимальности установки по электрическим,
тепловым и конструктивным параметрам.
Практическая ценность работы. В результате теоретических и экспериментальных исследований достигнуты"следующие практические результаты:
созданы модели и методики,удобные для инженерных расчетов и пригодные для последующей технической реализации;
выработанные схемотехнические решения после детальных экспериментальных исследований подтвердили, высокие показатели надежности, полное соответствие предъявляемым, требованиям по качественным показателям процесса;
после конструкторской проработки создана экспериментальная установка, параметры которой подтверждают основные теоретические положения и представляют несомненный практически интерес с точки зрения использования в дуговой и плазменной электротехнологиях.
Апробация работы и публикации. Результаты работы ежегодно докладывались на конференциях ЛИС Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета на секции электротехнологической.и преобразовательной техники.
Сделан доклад и опубликованы тезисы 5-й Всесоюзной НТК "Проблемы преобразовательной техники".
Изданы методические рекомендации по линии Ленинградской организации общества "Знание".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка литературы, включающего 53 наименования и 2 приложений.
Основная часть работы изложена на 171 странице машинописного текста.
Работа содержит 51 рисунок. 5 таблиц.
