Файл: Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 75

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

7

 

кую

характеристику

по

оси ординат,а

измене»

ния

диаметра - по

оси

абсцисс.

 

 

Анализ статических характеристик

показы­

вает, что сварочную дугу необходимо рассматри­

вать как нелинейный элемент электрической

цепи. Для большинства режимов напряжение дуги

практически не зависит

от

тока

(средний

участок характеристики):

 

 

 

Ui=Ua

' й

й

•

( 4)

В этих случаях дуга рассматривается как

противоэдектродвижущая сила, величина которой

не зависит от тока.

§2. Общее условие устойчивости системы: источник питания - дуга и требова­

ния к статическим характеристикам источников питания

Устойчивость горения дуги и стабильность

режима сварки определяются делым рядом факто­ ров, которые обычно подразделяются на две

группы.

К первой группе относятся факторы, обуслов­

ливающие физичеекую устойчивость дуги. Эта

группа

охватывает условия

протекачия электричес­

ких и

тепловых процессов

в приэдектродных

*•

 

 

 

 

 

 

8

 

 

областях

и

столбе

дуги и подробно

изучается

в курсе

"Теория

сварочных процессов".

 

В данной

параграфе рассматриваются фак­

торы

второй

 

группы,а

именно: влияние

на ус­

тойчивость

дуги

характеристик электрической

цепи,

в

которую включена дуга.

 

 

В

общем

случае

процесс считается устой­

чивым, если

 

при

заданном управляющем

воздей­

ствии

на

процесс по

истечении

некоторого

времени

устанавливаются и затем

не

меняются

его

новые параметры, а после прекращения дей­

ствия

возмущения

они приобретают первоначаль­

ные

значения.

 

 

 

 

 

Сам

по

 

себе

дуговой разряд

является не­

устойчивым процессом. Рассмотрим какими свойст­

вами должна обладать элехтрическая сеть для устойчивого горения дуги.

Очевидно,что система источник питания - дуга будет устойчивой, если изменение энергии Q

оединицу времени

разности между поступающей в систему мощностью

Это первое условие устойчивости системы.

Вторым условием устойчивости системы яв— ляется восстановление равенства (5 ) при слу­

 

 

 

 

 

9

 

 

 

чайных

отклонениях

величин

Рг?

или

Рр

Рассмотрим подробнее

условия устойчивос­

ти системы * источник

питания

- луга.

• В общем случае, когда поставляемая источ­

ником

мощность

 

Рп - U иУ

*

а

мощность рас­

ходуемая дугой

Рр

=: (Уд J

И При

ВЕЛИЧИИ ИН­

ДУКТИВНОСТИ L

в

цепи

(фиг.з)

уравнение (5)

можно

записать

 

в виде:

 

 

 

 

U U J -

L J

T J

- U

} J =

0 .

(б)

 

 

 

KW » ■=»>.лвѵ*^

P•?

 

 

L

и с т о ч н и к

питания

• Схема

энергетической

Фиг.З*

—

дуговой сварке.

системы

при

Так как

и U u

и

ІІ9 -

зависит от

тока, то урав­

нение

(6 ) можно

записать в

виде:

 

 

 

U u O h L ^

 

 

(7)

 

Н а ф й г .

4

изображена

внешняя характе­

ристика

источника питания

 

(криваяі)

нстатическая характеристикадуги U , = f ( J l

(кривая 2 ).

ІО

і

Внешняя характе­ ристика источника питания (I) и ста­ тическая характе­ ристика дуги (2).

 

 

Фиг.

4.

 

 

 

Как видно из фиг.4

и уравнения (?) при от­

сутствии возмущений,

когда

= 0 » первое ус*

ловие

устойчивости

соблюдается в точках А и В.

 

Рассмотрим, в каких

случаях выполняется

второе условие устойчивости. Дкя этого проана­

лизируем

поведение

системы при весьма малых

отклонениях от состояния равновесия. При этом

для

упрощения анализа не

будем учитывать ем­

кость

сварочной цепи, явление

саморегулирова-

ния, а такие будем считать малыми скорости

изменения

параметров.

 

 

II

Допустим, что в момент времени 6 = 0 ток

вточке А ~ J р по какой -либо причине

получил

малое

отклонение

 

С 0

. В

следующий

момент

при

t > 0

это отклонение

начнет

изме­

няться

и примет

текущее

значение

і

. Тогда

ток

в

цепи

в

произвольный

момент

времени

Ь

примет

значение

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J~Jp*С.

 

 

 

 

(в)

 

В

соответствии

 

с этим

уравнение (7 ) для

переходного

процесса

примет

вид:• /-

•j

 

 

 

а и р Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зункции U u(J) и

Ud(J}

в общем случае

не

являются линейными. Однако

при

малых откло­

нениях

тока

нх

 

значения

можно вычислить

путем

линеаризации

 

этих

 

функций в

окрестнос­

тях

точки А, т.е.

можно

считать,

что характе­

ристики на участках

АС

и

АД будут

прямоли­

нейными и

совпадут

о

касательными

к харак­

теристикам в точке

равновесия

А,

имеющими угол

наклона оіц и <^ч?

• В

этом

случае

из

треу­

гольников

АСО и АДр

(фиг.4) получаем

:

 

 

 

а и Р р Щ * и р * й и * и , * г

( Ю )

И

 

 

 

 

 

 

 

•

 

 

_

 

 

 

 

 

 

* U 3 - U p * i t g ^ 3 -

( и )

12

Так как тангенсы угла наклона касатѳль-

вых к кривым

ствуют

и (II) можно

С£ц( J )

 

и U s P .) соответ—

d ttâ

*

, ч

~ ^ Г

то уравнения (1 0 )

перекисать

в

виде:

и иР р П ) = U P + / M e { j p i

( 12)

U * ( J p + i ) = U p + / M f / f f i '

(13)

Подставив эти выражения в уравнение (9)

ипроизведя некоторые преобразования, получим:

 

 

>

L - ! w

k L

 

~сП

(I4>

 

 

= L d Â

 

 

L

- з г +-1 * tr ­

 

 

(15)

где

 

 

a u ,

 

-

коэффициент ус­

 

энергетической

тойчивости

 

системы.

 

Уравнение (15) есть обычное линейное

дифференциальное уравнение.

Боди

разделить

переменные

и проинтегрировать обе

части, по-

І7чаи

 

 

 

 

 

( И ) .

 

Постоянная интегрирования С находится

из

начальных условий

при 77 = 0 ;

і ~ і 0

 

Следовательно

С -

Е к І о

’и

что

после

 

потенцирования',

 

дает

(17)

 

 

 

 

I

 

 

Ш і ) .

,

U s )

Смотрите также файлы