РЕФЕРАТ 8
ВВЕДЕНИЕ 11
1. Объект исследования 13
1.1. Основоположники сварки 13
1.2. Классификация сварочных аппаратов 14
1.3. Области применения 15
1.4. Требования, предъявляемые к автономным инверторам 16
Вывод 17
2. Проектно-расчетная часть 18
2.1. Выбор и обоснование схемы 18
2.2. Расчет силовых элементов 19
2.3. Выбор транзисторов 22
2.4. Выбор резистора 24
2.5. Выбор конденсатора 25
2.6. Расчет дросселя 25
2.7. Расчет трансформатора 26
Вывод 29
3. Выбор системы защиты и управления 29
3.1. Обоснование системы управления 29
3.1.1. ШИМ-контроллер 29
3.1.2. Задающий генератор 32
3.1.3. Диаграммы работы АИН резонансного типа с ШИМ 32
3.2. Система защиты 33
3.2.1. Выбор элементов системы защиты 34
3.3. Электрическая схема АИН с системами управления и защиты 35
Вывод 37
4. Социальная ответственность 37
4.1. Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению 37
4.2. Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению 39
4.3. Охрана окружающей среды 42
4.4. Защита в чрезвычайных ситуациях 43
4.5. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 44
Вывод 44
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 45
5.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 46
5.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования 46
5.1.2. Технология QuaD 47
5.1.3. SWOT-анализ 49
5.2. Определение возможных альтернатив проведения научных исследований 56
5.3. Планирование научно-исследовательских работ 56
5.3.1. Структура работ в рамках научного исследования 56
5.3.2. Определение трудоемкости выполнения работ 58
5.3.3. Разработка графика проведения научного исследования 59
5.3.4. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 63
5.3.5. Основная заработная плата исполнителей темы 63
5.3.6. Дополнительная заработная плата исполнителей темы 67
5.3.7. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 67
5.3.8. Накладные расходы 68
5.3.9. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 69
5.4. Определение pеcуpcoэффективнocти проекта 69
Вывод 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 72
Список литературы 73
Современные тенденции развития источников питания сварочной дуги дали толчок в развитии давно известных сварочных инверторных аппаратов для различных видов сварки и многофункциональных аппаратов, совмещающих в себе возможность различных комбинаций сварки. Сварочные инверторы являются самыми современными и распространенными, которые в настоящие время охватывают большую часть потребителей, тем самым вытесняя на второй план классические сварочные трансформаторы.
В отличие от статических источников питания у инверторов отсутствует силовой трансформатор. Работа сварочного инверторного аппарата построена на принципе фазового сдвига напряжения, осуществляемого с помощью современных IGBT-транзисторов. Отклонения тока в таких схемах минимизированы, это позволяет добиваться высокого качества сварки, без разбрызгивания. Свою популярность он завоевал благодаря небольшим размерам и весу, а также стабилизированному постоянному сварочному току, не зависящему от колебаний входного напряжения. В зависимости от сварочного тока инвертора их можно разделить на: инверторы бытового, профессионального и промышленного классов [1].
Данный аппарат, благодаря своим достоинствам, может быть применен в различных производственных сферах: промышленность, электроэнергетика, легкая промышленность, машиностроение, топливная промышленность и строительство.
В настоящее время основные изменения в сварочных инверторах затронут их качественное усовершенствование. Наиболее важными остаются вопросы улучшения возбуждения дуги, формирования более ровного шва, без разбрызгивания металла во время сварки. Ввиду развития и совершенствования сварочных инверторных аппаратов, производство сварочных преобразователей будет не целесообразно, а доля трансформаторов снизится еще существеннее.
Целью данной выпускной квалификационной работы является теоретически изучить и экспериментально исследовать сварочный инверторный аппарат со стороны его надежности и эффективности, а также провести полный расчет инвертора напряжения и сравнение его с имеющимся инвертором на предприятии. Для оценки работы сварочного инвертора необходимо провести расчет основных силовых элементов. Разработать схемные решения по созданию сварочного инверторного аппарата.
В данной выпускной квалификационной работе был рассчитан и спроектирован автономный инвертор напряжения резонансного типа.
Был произведен выбор схемного решения для реализации заданной работы. Проанализировав заданные параметры, были рассчитаны основные силовые элементы, выбраны IGBT-транзисторы, дроссель и трансформатор. Выбранные элементы соответствуют необходимым условиям и требованиям. В качестве системы управления был выбран метод управления, посредством широтно-импульсной модуляции. Для ее реализации были выбраны основные элементы, а именно ШИМ-контроллер и генератор импульсов. Благодаря использованию ШИМ, достигается стабильная дуга и снижается разбрызгивание металла электрода во время сварки. В качестве системы защиты были выбраны демпфирующие цепочки, защищающие от перенапряжения, а также тепловое реле с термическими выключателями, которые разъединяют цепь, идущую к электроду сварочного аппарата.
В совокупности выбранные силовые элементы, системы управления и защиты, составляют автономный инвертор, имеющий высокие энергоэффективные показатели.
Были рассмотрены вопросы, связанные с охраной труда и безопасностью жизнедеятельности. Произведен расчет искусственного освещения в производственном помещении, для соблюдения норм на рабочем месте сотрудника. Описаны мероприятия по предотвращению чрезвычайных ситуаций.
Проведя оценку конкурентоспособности данной разработки, были выявлены его сильные стороны. Так как АИН занимают обширную долю рынка сварочной аппаратуры, данное исследование является перспективным для дальнейших модернизаций и усовершенствований.
