Моделювання системи живлення електротехнічного комплексу машини контактного зварювання

Автор(и)

  • S. K. Podnebenna ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.39.2019.201068

Ключові слова:

машина контактного зварювання, джерело живлення, енергія, коливання напруги, зміна опору, тривалість зварювання

Анотація

У статті досліджена робота електротехнічного комплексу машини контактного зварювання з тиристорним регулюванням струму. Модель процесу контактного зварювання представлена у вигляді об’єкту керування з відомими вхідними параметрами, вихідними параметрами та зовнішніми збуреннями. Проаналізовано вплив збурюючих факторів на процес зварювання та підтверджено, що для забезпечення якісного зварного з’єднання необхідно стабілізувати енергію, що виділяється у зварювальному контакті. Розроблено модель, яка імітує зміну опору зварювального кола впродовж зварювального циклу. Розроблено модель підсистеми стабілізації енергії, що обчислює енергію, яка виділяється в зварювальному контакті, та при досягненні нею заданого значення відключає машину. Для розрахунку необхідної енергії використане рівняння теплового балансу, що враховує як корисну енергію, що витрачається на створення зварного з’єднання, так і втрати енергії на тепловідвід у електроди, у деталі, що зварюються, та конвективний теплообмін (яким зазвичай нехтують). Отримані результати розрахунку корисної енергії враховують приховану теплоту плавлення. В результаті імітаційного моделювання показано, що забезпечення виділення необхідної кількості енергії призводить до збільшення тривалості зварювання: при врахуванні зміни опору під час зварювання – до 20%, при врахуванні коливань напруги (-15%) – до 30%. При дії обох збурюючих факторів тривалість зварювання може в межі зростати до 60% за умови забезпечення необхідної якості зварювання. Таким чином, показано, що окрім величини зварювального струму можна регулювати тривалість зварювання, забезпечуючи потрібну енергію у зварювальному контакті (з урахуванням обмежень на тривалість струму)

Біографія автора

S. K. Podnebenna, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

Перелік використаних джерел (ДСТУ):

Resistance Welding Machine Market 2019 Industry Research, Share, Trend, Global Industry Size, Price, Future Analysis, Regional Outlook to 2024 Research Report [Електронний ресурс]. – Режим доступу : www.marketwatch.com/press-release/resistance-welding-machine-market-2019-industry-research-share-trend-global-industry-size-price-future-analysis-regional-outlook-to-2024-research-report-2019-05-20.

Вагин Г.Я. Режимы электросварочных машин / Г.Я. Вагин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 192 с.

Климов А.С. Контактная сварка. Вопросы управления и повышения стабильности каче-ства / А.С. Климов. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2011. – 216 с.

Моделювання електромеханічних систем : підручник / О.П. Чорний, Д.Й. Родькін, А.В. Луговой, Г.Ю. Сисюк, А.В. Садовой. – Кременчук, 2001. – 374 с.

Островерхов М.Я. Системи і методи ідентифікації електротехнічних об’єктів : монографія / М.Я. Островерхов, А.М. Сільвестров, О.М. Скринник ; Нац. авіац. ун-т. – Київ : НАУ, 2016. – 323 с.

Kimchi M. Resistance Spot Welding: Fundamentals and Applications for the Automotive Industry / M. Kimchi, D.H. Phillips // Synthesis Lectures on Mechanical Engineering. – 2017. – Vol. 1, № 2. – 115 p. – Mode of access: DOI: 10.2200/S00792ED1V01Y201707MEC005.

Катаев Р.Ф. Теория и технология контактной сварки : учебное пособие / Р.Ф. Катаев, В.С. Милютин, М.Г. Близник. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. – 144 с.

Поляков А.Ю. Снижение энергоемкости процессов контактной рельефной сварки : монография / А.Ю. Поляков. – Могилёв : Белорус.-Рос. ун-т, 2019. – 209 с.

Поднебенная С.К. Автоматизированная система управления источником питания ма-шины контактной сварки / С.К. Поднебенная, В.В. Бурлака, С.В. Гулаков // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2016. – Вип. 33. – С. 131-141. – (Серія : Технічні науки).

Поднебенная С.К. К вопросу повышения коэффициента мощности однофазных источ-ников питания машин контактной сварки / С.К. Поднебенная, В.В. Бурлака, С.В. Гулаков // Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. – К. : ІЕД НАНУ, 2017. – Вип. 46. – С. 126-133. – Mode of access: DOI: 10.15407/publishing2017.46.126.

References:

Resistance Welding Machine Market 2019 Industry Research, Share, Trend, Global Industry Size, Price, Future Analysis, Regional Outlook to 2024 Research Report Available at: www.marketwatch.com/press-release/resistance-welding-machine-market-2019-industry-research-share-trend-global-industry-size-price-future-analysis-regional-outlook-to-2024-research-report-2019-05-20 (accessed 15 September 2019).

Vagin G.Ia. Rezhimy elektrosvarochnykh mashin [Modes of electric welding machines]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1985. 192 p. (Rus.)

Klimov A.S. Kontaktnaia svarka. Voprosy upravleniia i povysheniia stabil’nosti kachestva [Contact welding. Management issues and improving quality stability]. Moscow, FIZMATLIT Publ., 2011. 216 p. (Rus.)

Chornii O.P., Rod’kіn D.I., Lugovoi A.V., Sisiuk G.Iu., Sadovoi A.V. Modeliuvannia elektromekhanіchnikh sistem: pіdruchnik [Modeling of electromechanical printing systems: textbook]. Kremenchuk, 2001. 374 p. (Ukr.)

Ostroverkhov M.Ia., Sіl’vestrov A.M., Skrinnik O.M. Sistemi і metodi іdentifіkatsії elektrotekhnіchnikh ob’єktіv : monografіia [Systems and methods for identifying electrical engineering objects : monograph]. Kiїv, NAU Publ., 2016. 323 p. (Ukr.)

Kimchi M., Phillips D.H. Resistance Spot Welding: Fundamentals and Applications for the Automotive Industry. Synthesis Lectures on Mechanical Engineering, 2017, vol. 1, no. 2. 115 p. doi: 10.2200/S00792ED1V01Y201707MEC005.

Kataev R.F., Miliutin V.S., Bliznik M.G. Teoriia i tekhnologiia kontaktnoi svarki: uchebnoe posobie [Theory and technology of resistance welding: a training manual]. Ekaterinburg, Izd-vo Ural. un-ta Publ., 2015. 144 p. (Rus.)

Poliakov A.Iu. Snizhenie energoemkosti protsessov kontaktnoi rel’efnoi svarki: monografiia [Reducing the energy intensity of contact relief welding processes: monograph]. Mogilev, 2019. 209 p.

Podnebennaia S.K., Burlaka V.V., Gulakov S.V. Avtomatizirovannaia sistema upravleniia istochnikom pitaniia mashiny kontaktnoi svarki [Automatic Control System of Power Supply for Resistance Welding Machine]. Vіsnik Priazovs’kogo derzhavnogo tekhnіchnogo unіversitetu. Serіia: Tekhnіchnі nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2016, vol. 33, pp. 131-141. (Rus.)

Podnebennaia S.K., Burlaka V.V., Gulakov S.V. K voprosu povysheniia koeffitsienta moshchnosti odnofaznykh istochnikov pitaniia mashin kontaktnoi svarki [On the issue of increasing the power factor of single-phase power sources of resistance welding machines]. Pratsi Instytutu Electrodynamiky NAN Ukrainy, 2017, vol. 46, pp. 126-133. doi: 10.15407/publishing2017.46.126. (Rus.)

##submission.downloads##

Як цитувати

Podnebenna, S. K. (2020). Моделювання системи живлення електротехнічного комплексу машини контактного зварювання. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, (39), 142–150. https://doi.org/10.31498/2225-6733.39.2019.201068

Номер

Розділ

Електротехніка та електроенергетика