Введение
1.Состояние вопроса
1.1.Формулировка актуальности, цели и задач работы
1.2 Обзор известных источников питания для аргонодуговой сварки, режимов их работы и параметров
1.2.1.Сварочный аппарат Pilot 200НР
1.2.2.Сварочные аппараты серии GENESIS 200 AC-DC/TLH
1.2.3.Мобильный сварочный агрегат «ИМПУЛЬС - 180»
1.2.4.Выпрямитель сварочный ВДУ-506
1.3.Обзор схемотехнических решений источников питания
1.4.Обзор способов защиты силовых полупроводниковых приборов от
перенапряжений
1.4.1.Аргументация необходимости использования защиты
1.4.2.Защитные ограничители напряжения
1.4.3.Защитные R-C-VD цепочки
2.Разработка системы питания
2.1.Обзор схемотехнических решений генераторов импульсов тока
2.2.Математическое моделирование
2.2.1.Модель повышающего преобразователя
2.2.2.Модель понижающего преобразователя
2.2.3.Полная модель
2.3.Разработка и расчет силовой части генератора
2.3.1.Структурная схема
2.3.2.Разработка повышающего преобразователя
2.3.3.Разработка понижающего преобразователя
2.3.4.Расчёт защитных цепочек
2.4.5.Промежуточная конденсаторная батарея
2.4.6.Измерительные приборы
2.4. Разработка системы управления
2.4.1.Общие задачи системы управления
2.4.2.Система управления повышающим преобразователем
напряжения
2.4.2.Система управления понижающим
2.4.4.Драйвер управления транзисторами
2.4.5.Элементы управления системой
3.Тепловой расчет силовых приборов и выбор радиаторов
Заключение
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А - Датчик тока LA-25NP
Приложение Б - Датчик напряжения LV 25-P
Приложение В - Датчик тока LT-100S
Данная работа посвящена разработке автономного источника питания для электродуговой сварки, работающего от автомобильной сети +12В.
На данный момент промышленностью выпускается очень широкий спектр аппаратов для электродуговой сварки. Большинство из аппаратов не промышленного назначения работают от сети 220 В 50Гц. Они пользуются спросом как среди частных лиц, так и среди организаций, нуждающихся в проведении ручных сварочных работ в местах, куда подведена бытовая электросеть. Однако иногда возникает потребность осуществить сварочные работы в местах, где отсутствует сеть 220 В. Как правило, это проблема решается перемещением свариваемых изделий в место, где сеть присутствует. Однако это не всегда удобно и иногда даже невозможно (например, в случае, если свариваемая деталь неподвижно закреплена или является частью строения). В этом случае чаще всего применяют газовую сварку, сопряженную с необходимостью использования газовых баллонов (менее удобных, тяжелых, взрывоопасных и нуждающихся в заправке). Реже используют автономный сварочный аппарат, включающей в себя бензиновый двигатель, генератор и систему питания. Его использование сопряжено с необходимостью технического обслуживания двигателя и генератора. Кроме этого, двигатель обладает меньшей надежностью, нуждается в периодическом ремонте, заправке топливом и смазочными материалами.
В это же время в распоряжении многих людей имеется автомобиль, уже имеющий в своем составе двигатель и электрогенератор. Поэтому перспективным выглядит проект по созданию автономного сварочного аппарата, запитываемого от уже существующей (не нуждающейся в покупке и дополнительном обслуживании) автомобильной сети +12 В. Наличие в автомобиле аккумуляторной батареи даст возможность осуществлять сварочные работы как при включенном двигателе и генераторе, так и за счет энергии аккумуляторной батареи.
Научная новизна.
1.Произведена разработка, расчет и выбор элементов для системы автономного сварочного аппарата.
2.Произведено математическое моделирование силовой части схемы, включающей в себя повышающий и понижающий преобразователи.
3.Посредством математического моделирования проанализированы алгоритмы управления и выявлена необходимость использования обратных связей в преобразователя постоянного напряжения (111111).
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1.Разработанная система питания
2.Разработанная математическая модель и результаты математического моделирования
3.Предложенные алгоритмы управления и использования обратных связей.
Достоверность научных результатов подтверждается математическим моделированием разработанной системы.
В данной работе осуществлена разработка мобильного генератора импульсов тока для электродуговой сварки. Разработанное устройство является сварочным аппаратом электродуговой сварки с регулируемыми напряжением холостого хода до 90 В и постоянным током сварки до 100А. Аппарат запитывается от автомобильной сети +12 В, что дает возможность осуществления сварочных работ вдали от электросети как при включенном автомобильном двигателе и генераторе, так и за счет энергии аккумуляторной батареи.
Для нагрузки (дуги) аппарат является источником тока, что должно обеспечить устойчивое зажигание и горение дуги. Такой результат достигается за счет использования в системе полевых транзисторов, управляемых в соответствии с сигналом обратной связи по току.
Математическое моделирования работы системы питания позволило теоретически проверить работоспособность силовой схемы и выбранных алгоритмов управления, как в установившемся, так и в пусковых режимах работы.
