Підвищення енергетичних характеристик зварювальних джерел живлення для TIG-AC зварювання

Автор(и)

  • Vladimir Burlaka Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555, Україна https://orcid.org/0000-0002-8507-4070
  • Elena Lavrova Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555, Україна https://orcid.org/0000-0001-6030-0986

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180925

Ключові слова:

зварювання неплавким електродом, зварювальне джерело живлення, реактивна потужність, активний фільтр

Анотація

Запропоновано схемне рішення і алгоритм управління зварювального джерела живлення для TIG-AC зварювання з поліпшеними енергетичними характеристиками. Джерело виконане із застосуванням зварювального трансформатора і низьковольтного силового послідовного активного фільтра на силових польових транзисторах з малим опором каналу. Застосовуваний трансформатор може бути з нормальним або підвищеним розсіюванням. Запропоноване джерело характеризується поліпшеними технічними показниками за рахунок можливості формування ВАХ з необхідною жорсткістю без перемикання зварювального трансформатора. Схема управління забезпечує усунення постійної складової зварювального струму при TIG-AC процесі; можливе управління формою зварювального струму. Також забезпечується «м'який» підпал дуги за принципом Lift-Arc, що сприятливо позначається на терміні служби неплавкого електроду. Розроблене джерело відрізняється можливістю роботи в режимі компенсації реактивної потужності. Це дозволяє знизити споживання реактивної потужності електротехнічними комплексами зі зварювальними джерелами живлення і знизити струмове навантаження на розподільчу мережу. Застосування запропонованого принципу побудови джерела для дугового зварювання змінним струмом дозволяє виконувати модернізацію наявних трансформаторних джерел шляхом установки в них блоку активного фільтра. Це дозволить поліпшити споживчі властивості джерел за рахунок поліпшення стабільності горіння зварювальної дуги, плавного регулювання зварювального струму, зниження впливу коливань напруги мережі на якість процесу зварювання. Усувається необхідність в застосуванні баластних резисторів для регулювання зварювального струму, а також блоку конденсаторів для усунення підмагнічування трансформатора при TIG-AC процесі. Запропоноване джерело може бути використане не тільки для реалізації TIG-AC, але і для ММА, MIG, MAG процесів зварювання на змінному струмі

Біографії авторів

Vladimir Burlaka, Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555

Доктор технічних наук, професор

Кафедра систем автоматизації та електропривода

Elena Lavrova, Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації і механізації зварювального виробництва

Посилання

  1. Potap'evskiy, A. G., Saraev, Yu. N., Chinahov, D. A. (2012). Svarka staley v zashchitnyh gazah plavyashchimsya elektrodom. Tehnika i tehnologiya budushchego. Tomsk: izd-vo Tomskogo politehnicheskogo universiteta, 208.
  2. Zaks, M. I., Kaganskiy, B. A., Pechenin, A. A. (1988). Transformatory dlya elektrodugovoy svarki. Leningrad: Energoatomizdat. Leningr. otdelenie, 136.
  3. Nosovskiy, B. I. (2013). Svarochnye istochniki pitaniya. Donetsk: TOV «TSifrova tipografіya», 165.
  4. Gulakov, S. V., Nosovskiy, B. I. (1986). Avt. svid. SSSR No. 1324789. Svarochniy vypryamitel'. MPK B23K 9/00. No. 4037114/31-27; declareted: 07.03.1986, published: 23.07.1987, Bul. No. 27, 5.
  5. Nosovskiy, B. I., Gulakov, S. V., Nosovskiy, M. B. (1996). Ekonomichnyy tiristorniy svarochniy vypryamitel' maloy moshchnosti. Avtomaticheskaya svarka, 8, 62–64.
  6. Anpilov, S. M., Shigin, V. M. (2011). Pat. No. 2481929 RF. Sposob upravleniya dugovoy svarkoy izdeliy neplavyashchimsya elektrodom v srede zashchitnyh gazov i ustroystvo dlya ego osushchestvleniya. MPK B23K 9/09 (2006.01); B23K 9/10 (2006.01). No. 2011130042/02; declareted: 19.07.2011; published: 20.05.2013, Bul. No. 14, 11.
  7. Bakan, A. F., Altintaş, N., Aksoy, I. (2013). An Improved PSFB PWM DC–DC Converter for High-Power and Frequency Applications. IEEE Transactions on Power Electronics, 28 (1), 64–74. doi: https://doi.org/10.1109/tpel.2012.2196287
  8. Aksoy, İ. (2014). A new PSFB converter-based inverter arc welding machine with high power density and high efficiency. Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 22, 1501–1516. doi: https://doi.org/10.3906/elk-1212-143
  9. Joannou, A. J. L., Pentz, D. C. (2011). Implementation of a primary tapped transformer in a high frequency isolated power converter. IEEE Africon '11. doi: https://doi.org/10.1109/afrcon.2011.6072058
  10. Wang, J.-M., Wu, S.-T., Yen, S.-C., Chiu, H.-J. (2011). A Simple Inverter for Arc-Welding Machines With Current Doubler Rectifier. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58 (11), 5278–5281. doi: https://doi.org/10.1109/tie.2011.2126538
  11. Wang, J.-M., Wu, S.-T., Chiu, H.-J. (2012). A novel energy-retaining inverter for AC arc welding machines. International Journal of Circuit Theory and Applications, 40 (2), 107–126. doi: https://doi.org/10.1002/cta.708
  12. Lavrova, E. V., Ivanov, V. (2018). Controlling the Depth of Penetration in the Case of Surfacing with a Strip Electrode at an Angle to the Generatrix. Materials Science Forum, 938, 27–32. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.938.27
  13. Ivanov, V., Lavrova, E. (2018). Development of the Device for Two-Strip Cladding with Controlled Mechanical Transfer. Journal of Physics: Conference Series, 1059, 012020. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1059/1/012020
  14. Sha, D., Liao, X. (2009). Digital control of double- pulsed gas metal arc welding machine. 2009 IEEE 6th International Power Electronics and Motion Control Conference. doi: https://doi.org/10.1109/ipemc.2009.5157839
  15. Branas, C., Casanueva, R., Azcondo, F. J. (2017). Unfolded resonant converter with current doubler structure module for welding applications. 2017 11th IEEE International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering (CPE-POWERENG). doi: https://doi.org/10.1109/cpe.2017.7915184
  16. Kukhar, V., Prysiazhnyi, A., Balalayeva, E., Anishchenko, O. (2017). Designing of induction heaters for the edges of pre-rolled wide ultrafine sheets and strips correlated with the chilling end-effect. 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). doi: https://doi.org/10.1109/mees.2017.8248945
  17. Altanneh, N. S., Uslu, A., Aydemir, M. T. (2019). Design of A Series Resonant Converter GMAW Welding Machine by Using the Harmonic Current Technique for Power Transfer. Electronics, 8 (2), 205. doi: https://doi.org/10.3390/electronics8020205
  18. Nammalvar, P., Meganathan, P. (2014). A Novel Three Phase Hybrid Unidirectional Rectifier for High Power Factor Applications. International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering, 8 (9), 1483–1489.
  19. Podnebennaya, S. K., Burlaka, V. V., Gulakov, S. V. (2013). A power parallel active filter with higher efficiency. Russian Electrical Engineering, 84 (6), 308–313. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371213060072
  20. Podnebenna, S. K., Burlaka, V. V., Gulakov, S. V. (2017). Three-Phase Power Supply For Resistance Welding Machine With Corrected Power Factor. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 4, 67–72.
  21. Burlaka, V., Lavrova, E., Podnebennaya, S., Zakharova, I. (2017). Development of single-phase high-power factor inverter welding sources. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (1 (88)), 18–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.106957
  22. Singh, B., Narula, S., Bhuvaneswari, G. (2012). Power quality improvement using three phase modular converter for welding power supply. 2012 IEEE Fifth Power India Conference. doi: https://doi.org/10.1109/poweri.2012.6479510
  23. Bhuvaneswari, G., Narula, S., Singh, B. (2012). Three-phase push-pull modular converter based welding power supply with improved power quality. 2012 IEEE 5th India International Conference on Power Electronics (IICPE). doi: https://doi.org/10.1109/iicpe.2012.6450486
  24. Narula, S., Bhuvaneswari, G., Singh, B. (2012). A modular converter for welding power supply with improved power quality. 2012 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES). doi: https://doi.org/10.1109/pedes.2012.6484491
  25. Narula, S., Bhuvaneswari, G., Singh, B. (2015). Modular Zeta Converter Based Power Quality Improved SMPS for Arc Welding. National Power Electronics Conference (NPEC).
  26. Hulakov, S. V., Burlaka, V. V., Podnebenna, S. K., Mostynets, O. L. (2014). Pat. No. 109219 UA. Dzherelo zhyvlennia dlia duhovoho zvariuvannia zminnym strumom. No. a201403963; declareted: 14.04.2014; published: 27.07.2015, Bul. No. 14.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-10-16

Як цитувати

Burlaka, V., & Lavrova, E. (2019). Підвищення енергетичних характеристик зварювальних джерел живлення для TIG-AC зварювання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(5 (101), 38–43. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180925

Номер

Том 5 № 5 (101) (2019): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Vladimir Burlaka, Elena Lavrova

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.