Моделювання системи живлення електротехнічного комплексу машини контактного 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)