Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Укажите общие и специальные требования к источникам питания для плазменной сварки и разновидности применяемого оборудования





Укажите общие и специальные требования к источникам питания для плазменной сварки и разновидности применяемого оборудования

Плазменая струя во много раз уступает плазменному дуговому разряду по эффективности нагрева и поэтому для св. практически не испол.

Испол. пост. ток прямой полярности за исключением сварки легких сплавов (их сваривают на обратной полярности или разнополярными импульсами).

Начало процесса осуществляется зажиганием вспомогательной дуги между электродом и соплом, от вспомогательного ИП. Чаще используют бесконтактное зажигание от встроенного осциллятора, а иногда – контактное электрода на сопло. Вспомогательная дуга имеет ток на порядок меньше основной, чтобы не разрушилось сопло плазмотрона.

Вспомогательная дуга при прохождении через сопло газа ионизирует его и создает на выходе из сопла плазменный факел. Газ, который подается в сопло – плазмообразующий (Ar), т.к. используются W электроды. Когда плазмотрон приближают к изделию электропроводный факел позволяет зажечь основную дугу, которая питается от основного ИП.

Деление на плазменную и и микроплазменная сварка условное, граница проводится от 30 до 150А (чаще I=50А). Минимальный ток дуги при микроплазменной сварке несколько десятых А, при плазменной сварке серийное оборудование на токе до 800А.

Специфика требований:

1. Бесконтактное зажигание дуги (осциллятор встроен)

2. Необходимость вспомогательного ИП (маломощного) для вспомогат. дуги;

3. Т.к. маломощные дуги имеют более высокое напряжение, вспомогательный ИП, как правило, должен иметь повышенное напряжение холостого хода по сравнению с основным;

4. Т.к. при сварке используются все участки ВАХ дуги, для обеспечения устойчивости процесса во всем диапазоне режимов обычно используется крутопадающая или вертикально падающая ВСХ ИП.

5. Наличие газовой аппаратуры

6. Т.к плазмообразующий и защитный газ могут быть разными, требуется их раздельная подача.

Применяются специализированные установки. Серийно выпускаются УПС, УПРС; микроплазменная сварка, на магнитных токах до 50А – ИП МПУ-4, МПУ-5. Уст-ки УПС – выпрямитель с тиристорным блоком на выходе с 3хфазными, имеющий дополинительный ИП для вспормогательной дуги. Обычно ток вспомогательной дуги меньше основной. Здесь встроенный осциллятор, блок регулир. циклом с продувкой газа, блок газовой аппаратуры – комплектуются также плазматронами. Уст-ки МПУ – имеют режимы импульсной сварки, в том числе и разнополярные импульсы для сварки легких сплавов.

Дополнительное требование

Необходимо регулировать скорость нарастания тока при коротком замыкании . При КЗ процесс с одной стороны ограничивается замыканием электрода при маленькой dIкз /dt, с другой стороны – чрезмерным разбрызгиванием электродного металла при большой dIкз /dt.

Диапазон допустимых значений dIкз /dt очень сильно изменяется в зависимости от диаметра проволоки и сварочного тока, поэтому для получения достаточного большого диапазона регулирования режима в ИП необходимо регулировать dIкз /dt.

В традиционном оборудовании для этого применяют дроссели с секционированной обмоткой. Изменяя число витков, изменяют индуктивность и соответственно скорость нарастания тока при КЗ, регулируется при переключении ступеней ИП, обычно 2-3 ступени. Таким образом, можно обеспечить уровень разбрызгивания в пределах 5%.

Укажите условие устойчивости системы дуга-ИП при отклонениях параметров режима процесса и допустимые виды внешней статической характеристики ИП на падающем, жестком и возрастающем участке ВАХ дуги.

Система «источник—дуга» принципиально устойчива, если в резуль­тате отработки малых возмущений она приходит в установившееся со­стояние, характеризующееся равенством подаваемой и потребляемой энергии и малыми отклонениями тока и напряжения от исходного со­стояния.

Коэффициент устойчивости

Для того, чтобы система была устойчивой при отклонениях, с ростом времени ток должен убывать (t→D i→0) это можно обеспечить, когда показатель exp «-», т.к. по определению индуктивность может быть только «+», то Ку должен быть больше 0 (L>0 → Ку>0).

При использовании дуги на падающем участке ее характеристики в точке В, где дифференци­альное сопротивление дуги отрицательно ( < 0), характеристика источника должна быть не только >0 но еще и более крутопадающей для получения положительного значения коэффициента устойчивости ky. Практически пригодны здесь ИП с крутопадающей и штыковой ВСХ.

На участке жесткой ВАХ система устойчива с любой падающей ВСХ. На возрастающем участке ВАХ Ky>0, поэтому устойчива любая ВСХ.

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики трансформатора с подвижными обмотками при увеличении расстояния между обмотками и укажите физическое обоснование этого изменения.

Плавное регулирование режима осуществляется перемещением подвижных обмоток, ступенчатое увеличение тока осуществляется переключением катушек первичных и вторичных обмоток с последовательного на параллельное соединение. При изменении расстояния между обмотками изменяются магнитные потоки рассеяния. При увеличении расстояния магнитные потоки рассеяния возрастают, индуктивное сопротивление вторичной обмотки возрастает, а сварочный ток уменьшается.

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики трансформатора с подвижным шунтом при увеличении расстояния между шунтом и магнитопроводом и укажите физическое обоснование этого изменения.

Принцип действия такого трансформатора рассмотрим по рис. 3.26. Он имеет неподвижные первичную 7 и вторичную 2 обмотки, стержне­вой магнитопровод 3 и подвижный магнитный шунт 4. Каждая обмот­ка имеет шо две катушки, размещенные на разных стержнях. Потоки рассеяний Ф\р и Ф2р замыкаются через магнитный шунт.

 

Падающая характеристика у трансформатора с магнитным шунтом получается благодаря увеличенному рассеянию, вызван­ному размещением первичной и вторичной обмоток на значитель­ном расстоянии друг от друга и наличием магнитного шунта.

Рис. 3.26. Конструктивная схема трансформатора с подвижным магнит­ным шунтом

Регулирование потока рассеяния магнитного поля в данном случае происходит за счет изменения длины и сечения элементов магнитного пути между стержнями магнитопровода. Т.к. магнитная проницаемость железа на 2 порядка больше, чем проницаемость воздуха, при движении магнитного шунта меняется магнитное сопротивление потока рассеяния, проходящего по воздуху. При полностью введенном шунте волна потока рассеяния и индуктивное сопротивление определяется воздушными зазорами между магнитопроводом и шунтом.

, - магнитная проницаемость, - определяет воздушные зазоры.

Магнитный шунт состоит из двух половинок, сближающихся и уда­ляющихся друг от друга при работе винтового привода 5. При увеличе­нии расстояния lш между половинками шунта снижается площадь SШ, по которой замыкаются потоки рассеяния. В результате уменьшаются потоки рассеяния и индуктивное сопротивление, что приводит к увели­чению тока.

Регулирование режима в трансформаторе с магнитным шунтом осуществляется: плавно — перемещением магнитного шунта, сту­пенчато — переключением обмоток и изменением степени разнесе­ния обмоток по стержням.

Трансформаторы с магнитным шунтом практически не уступают трансформаторам с подвижными обмотками ни по сварочным свой­ствам, ни по массогабаритным характеристикам, ни по технико-эконо­мическим показателям. Однако их широкое использование началось только в последнее время.

 

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики трансформатора с неподвижным подмагничиваемым шунтом при увеличении подмагничивания шунта и укажите физическое обоснование этого изменения.

Падающая характеристика у трансформатора с подмагничива­емым шунтом получается благодаря увеличенному рассеянию, вы­званному размещением первичной и вторичной обмоток (или части последней) на значительном расстоянии друг от друга и наличием магнитного шунта.

Основной способ регулирования режима заключается в изменении индуктивного сопротивления трансформатора при изменении магнит­ного сопротивления шунта. Например, увеличение тока управления Iу приведет к насыщению железа шунта и увеличению его магнитного со­противления Rтш,, вызовет уменьшение индуктивного сопротивления ХТ трансформатора и увеличение сварочного тока.

Рис. Конструктивная (а) и упрощенная принципиальная (б) схемы трансформатора с подмагничивающим шунтом

 

Ступенчатое регулирование обеспечивается переключением отдель­ных частей вторичной обмотки. Возможны два варианта соединения катушек: в первом варианте используются части 2а и 2б, когда нагруз­ка подключается к выводам X1 и Х2, во втором — используются части 2 б и 2в, для чего нагрузку подключают к выводам Х2 и ХЗ. Соотноше­ние (3.69), используемое при анализе способов регулирования, в этом случае для двух вариантов имеет вид соответственно

 

Заменяемые части вторичных обмоток 2а и2в одинаковы по числу витков W2а и W2в и напряжение холостого хода трансформатора при переключении почти не меняется. Зато существен­но меняется индуктивное сопротивление трансформатора. Таким образом, трансформаторы с подмагничиваемым шунтом входят так­же в состав установок для аргоно-дуговой сварки вольфрамовым элек­тродом. В этом случае для ступенчатого регулирования переключают обмотки на последовательное и параллельное соединение, предусмотре­но также плавное снижение тока в конце сварки для заварки кратера.

Регулирование режима в трансформаторе с подмагничиваемым шунтом выполняется: плавно -- изменением тока в обмотке уп­равления шунта, ступенчато — изменением соединения частей раз­несенных обмоток и переключением на последовательное и парал­лельное соединение.

Главное достоинство трансформатора с подмагничиваемым шунтом в сравнении с описанным ранее трансформатором с механическим регу­лированием шунта — отсутствие подвижных частей и, следовательно, более высокая надежность. Он обладает и всеми другими достоинствами электрического регулирования — малая инерционность, простота про­граммного и дистанционного управления, стабилизация режима и т.д.

 

 

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики трансформатора при переключении двух секций и первичной, и вторичной обмотки с последовательного включения на параллельное (без изменения числа витков каждой из обмоток) и укажите физическое обоснование этого изменения.

Рассмотрим случай, когда секции имеют равную индуктивность.

При последовательном соединении часть витков первичной обмотки отключается, напряжение холостого хода повышается, а сварочный ток уменьшается.


В варианте II две катушки первичной обмотки соединяются последовательно, две катушки вторичной обмот­ки соединены также последовательно. При этом индуктивные сопротив­ления двух половин трансформатора складываются, поэтому сопро­тивление трансформатора ХТ2 = 2Х1+ 2Х2. В варианте I катуш­ки первичной обмотки соединены параллельно, также параллельно со­единены и катушки вторичной обмотки. При параллельном соединении складываются уже не сопротивления, а проводимости двух половин.

Поэтому индуктивное сопротивление трансформатора

Хт3=(Х12)/2

вчетверо ниже, чем в первом варианте, а ток — соответственно выше. При таком регулировании напряжение холостого хода не меняется.

 

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики трансформатора с тиристорным регулированием для сварки под флюсом при увеличении фазового угла и укажите на чем оно основано.

С увеличением угла управления a интервал проводимости тиристо­ра λ, сократится, и вместе с ним уменьшится напряжение на выходе ти­ристорного трансформатора UИ и сварочный ток I2:

Фазовое регулирование режима в тиристорном трансформаторе заключается в изменении угла включения тиристоров, в результа­те чего изменяется часть напряжения трансформатора, подаваемая на нагрузку.

Трансформаторы ТДФЖ – 1002У3 и ТДФЖ- 2002 У3 предназначены для механизированной сварки под флюсом.

400 800 1200 1600 /2

Упрощенная принципиальная схема (а), конструкция (б) и внеш­ние характеристики (в) трансформатора ТДФЖ-1002 УЗ

Регулирование сварочного напряжения и формирование искусственной жесткой характеристики.

Увеличивая с помощью реостата R напряжение задания, уменьшают угол управления тиристоров и тем самым увеличивают сварочное на­пряжение.

Благодаря действию обратной связи при снижении сварочного напря­жения разность (Uзн - Uд)возрастает, и, следовательно, угол управления уменьшается, а сварочное напряжение увеличивается, точнее, восстанав­ливается. Благодаря этому и получаются жесткие (или пологопадающие) искусственные характеристики с оптимальным ри от -0,005 до -0,01 В/А из падающих естественных (рис. 3.37,0).

Для повышения устойчивости горения дуги введена цепь импульс­ной стабилизации, состоящая из дополнительных обмоток трансформа­тора VII, VIII и конденсатора С. В момент включения тиристора VI или VI зарядный ток конденсатора С проходит по обмоткам VII и VIII и на­водит во вторичных обмотках III и IV трансформатора импульс напря­жения, достаточный для уверенного повторного зажигания дуги.

23. Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики выпрямителя при увеличении расстояния между первичной и вторичной обмотками его трансформатора и укажите физическое обоснование этого изменения.

Для типичной схемы трансформатора основные потери магнитного поля на пути от первичной к вторичной обмотке происходят между стержнями магнитопровода.

Управление рассеянием магнитного поля производится изменением или геометрии воздушного промежутка между первичной и вторичной обмотками (подвижные обмотки, подвижный шунт). При изменении расстояния между обмотками изменяются магнитные потоки рассеяния. При увеличении расстояния магнитные потоки рассеяния возрастают, индуктивное сопротивление вторичной обмотки возрастает, а сварочный ток уменьшается.

При рассмотрении упрощенной схемы трансформатора с разнесенными обмотками можно получить зависимость индукционного сопротивления от основных параметров трансформатора

Сопротивление на пути магнитного потока рассеяния -

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики выпрямителя при увеличении расстояния между магнитным шунтом и магнитопроводом его трансформатора и укажите физическое обоснование этого изменения.

Изобразите два графика показывающих качественное изменение положения внешней статической характеристики коллекторного генератора с падающей внешней статической характеристикой при увеличении сопротивления реостата в цепи намагничивающей обмотки и укажите физическое обоснование этого именения.

Плавное регулирование в пределах ступени производится изменением тока обмотки независимого возбуждения с помощью резистора К1. Увеличение тока обмотки приводит к росту сварочного тока, при этом увеличивается напряжение холостого хода,


Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики коллекторного генератора с падающей внешней статической характеристикой при увеличении числа витков размагничивающей обмотки и укажите физическое обоснование этого изменения.


 

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики вентильного генератора с падающей внешней статической характеристикой при отключении одной секции трехфазной обмотки статора и укажите физическое обоснование этого изменения.

бину обратной связи, т.е. регулируют ток. Грубое регулирование выпол­няется переключателем 5, при его размыкании можно вместо двух па­раллельно работающих в каждой фазе силовых обмоток оставить под ' 1агрузкой только одну. При этом вдвое увеличится индуктивное сопро­тивление генератора и уменьшится ток. На рис. 5.20 линиями 7,2 пока­заны характеристики при использовании только одной обмотки в фазе, а линиями 3,4 — при параллельном соединении обмоток.

Покажите на графиках 1 и 2 качественное изменение положения внешней статической характеристики сварочного поста с многопостовым источникам питания и балластным реостатом при увеличении сопротивления балластного реостата и укажите, чем определяется КПД такого поста.

Уравнение внешней характеристики на отдельном посту

На рис. видно, что с ростом сварочного тока 1д увеличиваются потери напряжения на балластном реостате и снижается напряже­ние поста Uп:

При малом сопротивлении реостата получают пологопадающие ха­рактеристики, необходимые для сварки в углекислом газе, при большом сопротивлении — крутопадающие характеристики, используемые при ручной сварке.

При жесткой характеристике общего источника внешняя ха­рактеристика поста получается падающей благодаря наличию бал­ластного реостата.

Из уравнения, учитывая, что напряжение после балластного реостата подается на дугу (Uп = Uд) получаем уравнение для анализа способов регулирования режима:

Основной способ регулирования тока при ручной сварке — измене­нием сопротивления балластного реостата.

При механизированной сварке в углекислом газе балластным рео­статом регулируют напряжение дуги, иногда для этой же цели меняют и напряжение основного источника Uв. При сварке в углекислом газе могут также использоваться дроссели для регулирования скорости нара­стания тока короткого замыкания с целью снижения разбрызгивания.

Многопостовые выпрямительные системы обладают следующими достоинствами. Стоимость их меньше суммарной стоимости заменяе­мых ими однопостовых выпрямителей, они занимают меньше места, упрощается их обслуживание. Но КПД многопостовой системы с уче­том потерь в балластных реостатах низок — 0,4 — 0,75. Кроме этого главного недостатка следует отметить также повышенный расход сва­рочных проводов (при отсутствии общего шинопровода) и опасность массового простоя при выходе из строя общего источника.

Укажите, каким образом обеспечивают независимое регулирование режима при сварке в среде защитных газов от источника питания для многопостовой сварки и в чем отличие этого оборудования от оборудования многопостовой ручной дуговой сварки.

Многопостовые выпрямительные системы из­готовляют на токи 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 4000 и 5000 А. По назначению различают системы для ручной сварки, для механизирован­ной сварки в углекислом газе и универсальные.

Любая из систем должна иметь развязку постов, т.е. обеспечивать независимость работы постов друг от друга. Поэтому внешняя характе­ристика общего источника должна быть жесткой.

Уравнение внешней характеристики на отдельном посту

На рис. видно, что с ростом сварочного тока 1д увеличиваются потери напряжения на балластном реостате и снижается напряже­ние поста Uп:

При малом сопротивлении реостата получают пологопадающие ха­рактеристики, необходимые для сварки в углекислом газе, при большом сопротивлении — крутопадающие характеристики, используемые при ручной сварке.

При жесткой характеристике общего источника внешняя ха­рактеристика поста получается падающей благодаря наличию бал­ластного реостата.

Из уравнения, учитывая, что напряжение после балластного реостата подается на дугу (Uп = Uд) получаем уравнение для анализа способов регулирования режима:

 

 

 

Основной способ регулирования тока при ручной сварке — измене­нием сопротивления балластного реостата.

При механизированной сварке в углекислом газе балластным рео­статом регулируют напряжение дуги, иногда для этой же цели меняют и напряжение основного источника Uв. При сварке в углекислом газе могут также использоваться дроссели для регулирования скорости нара­стания тока короткого замыкания с целью снижения разбрызгивания.

В многопостовых системах регулирование режима выполняет­ся в основном изменением сопротивления балластного реостата.

Многопостовые выпрямительные системы обладают следующими достоинствами. Стоимость их меньше суммарной стоимости заменяе­мых ими однопостовых выпрямителей, они занимают меньше места, упрощается их обслуживание. Но КПД многопостовой системы с уче­том потерь в балластных реостатах низок — 0,4 — 0,75. Кроме этого главного недостатка следует отметить также повышенный расход сва­рочных проводов (при отсутствии общего шинопровода) и опасность массового простоя при выходе из строя общего источника.

Многопостовые выпрямители для ручной дуговой сварки обычно изготовляют по схеме рис. 4.42,<я. Для обеспечения жесткой характеристики трехфазный понижающий трансформатор должен иметь минимальное рассеяние, иногда его первичные обмотки секционируют для регулирования вы­прямленного напряжения в небольших пределах. В мощных выпрями­телях используют все разновидности шестифазной схемы выпрямления, обеспечивающей экономию на вентилях. Применяют как штыревые, так и таблеточные вентили на ток 200, 320, 400, 500 А с воздушным, реже водяным охлаждением. Крутизна внешней характеристики не превыша­ет 0,01 В/А. Сварочные свойства выпрямительных систем с балластны­ми реостатами близки к аналогичным характеристикам однопостовых выпрямителей, но из-за значительных потерь в реостатах удельный рас­ход электроэнергии здесь составляет 6—8 кВт-ч/кг. Например ВДМ-1201.

Выпрямители для сварки в углекислом газе должны удовлетворять несколько более жестким требованиям. Во-первых, поскольку по техно­логическим соображениям не допускаются колебания рабочего напряже­ния более чем на ±1,5 В, напряжение выпрямителя должно быть стабили­зировано с точностью не ниже ±5 %, а внешняя характеристика должна иметь наклон не более 0,002 В/А. Второе отличие заключается в необхо­димости регулирования напряжения с кратностью около 2. В-третьих, постовое устройство должно ограничивать разбрызгивание металла.

В качестве многопостовых могут применяться универсальные вы­прямители типов ВДУ-1201, ВДУ-1202, ВДУ-1604 (раздел 4.3), при этом используют жесткие характеристики с плавной регулировкой на­пряжения.

 

Укажите общие и специальные требования к источникам питания для плазменной сварки и разновидности применяемого оборудования

Плазменая струя во много раз уступает плазменному дуговому разряду по эффективности нагрева и поэтому для св. практически не испол.

Испол. пост. ток прямой полярности за исключением сварки легких сплавов (их сваривают на обратной полярности или разнополярными импульсами).

Начало процесса осуществляется зажиганием вспомогательной дуги между электродом и соплом, от вспомогательного ИП. Чаще используют бесконтактное зажигание от встроенного осциллятора, а иногда – контактное электрода на сопло. Вспомогательная дуга имеет ток на порядок меньше основной, чтобы не разрушилось сопло плазмотрона.

Вспомогательная дуга при прохождении через сопло газа ионизирует его и создает на выходе из сопла плазменный факел. Газ, который подается в сопло – плазмообразующий (Ar), т.к. используются W электроды. Когда плазмотрон приближают к изделию электропроводный факел позволяет зажечь основную дугу, которая питается от основного ИП.

Деление на плазменную и и микроплазменная сварка условное, граница проводится от 30 до 150А (чаще I=50А). Минимальный ток дуги при микроплазменной сварке несколько десятых А, при плазменной сварке серийное оборудование на токе до 800А.

Специфика требований:

1. Бесконтактное зажигание дуги (осциллятор встроен)

2. Необходимость вспомогательного ИП (маломощного) для вспомогат. дуги;

3. Т.к. маломощные дуги имеют более высокое напряжение, вспомогательный ИП, как правило, должен иметь повышенное напряжение холостого хода по сравнению с основным;

4. Т.к. при сварке используются все участки ВАХ дуги, для обеспечения устойчивости процесса во всем диапазоне режимов обычно используется крутопадающая или вертикально падающая ВСХ ИП.

5. Наличие газовой аппаратуры

6. Т.к плазмообразующий и защитный газ могут быть разными, требуется их раздельная подача.

Применяются специализированные установки. Серийно выпускаются УПС, УПРС; микроплазменная сварка, на магнитных токах до 50А – ИП МПУ-4, МПУ-5. Уст-ки УПС – выпрямитель с тиристорным блоком на выходе с 3хфазными, имеющий дополинительный ИП для вспормогательной дуги. Обычно ток вспомогательной дуги меньше основной. Здесь встроенный осциллятор, блок регулир. циклом с продувкой газа, блок газовой аппаратуры – комплектуются также плазматронами. Уст-ки МПУ – имеют режимы импульсной сварки, в том числе и разнополярные импульсы для сварки легких сплавов.







Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.