Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Poprawa sprawności energetycznej urządzeń spawalniczych

Stopczyk W., Nawrocki Z.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2016

|

Nr 3 (111)

35--40

PL

W artykule zajęto się zagadnieniem poprawy sprawności energetycznej urządzeń spawalniczych spawających metodą GMAW (Gas Metal Arc Welding). Badano wpływ rożnych rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń na ich sprawność. Przebadano trzy podstawowe grupy urządzeń spawalniczych, reprezentujących różne rozwiązania konstrukcyjne: transformatorowe, tyrystorowe i inwertorowe. Są to typowe, obecnie produkowane urządzenia jednego z producentów profesjonalnych urządzeń spawalniczych. Rozwiązania konstrukcyjne tych urządzeń w zakresie analizowanych właściwości reprezentowały analogiczne grupy urządzeń głównych światowych producentów urządzeń spawalniczych. Pokazano, jak na tle tych rozwiązań wypada ich sprawność. Przedstawiono i omówiono wyniki badań. Wykazano zasadniczy wpływ przyjętego rozwiązania konstrukcyjnego na sprawność urządzenia spawalniczego. W dalszej części artykułu skupiono się na urządzeniach inwertorowych. Pokazano układ elektryczny spawarki rezonansowej LLC. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych rezonansowego urządzenia spawalniczego dla rożnych metod sterowania. Symulowano pracę urządzenia przy zastosowaniu regulacji mocy wyjściowej metodą modulacji gęstości impulsów i sterowania fazowego. Porównano straty załączania i wyłączania tranzystorów pracujących w układzie mostkowym przy zerowych i niezerowych wartościach prądu drenu i napięcia dren-źrodło. Podsumowano wyniki pomiarów i symulacji.

EN

This article addresses the topic of improving the energy efficiency of welding machines with GMAW system (Gas Metal Arc Welding). The research tested the influence of various design solutions on their efficiency. Three basic groups of welding machines were examined, with the machines representing various design solutions: transformer, thyristor and inverter. These are the typical welding machines produced currently by one of the manufacturers of professional welding equipment. Design solutions of these welding machines tested within the scope of the selected properties are equally representative of the group of welding machines produced by the global leading manufacturers of welding equipment. The proposed solutions demonstrated the efficiency of the machines. Research results were presented and discussed. It has been proved that the adopted the design solution has the major impact on the efficiency of the welding machines. Another part of the article focused on the inverter machines. Electrical scheme of the resonant LLC welding machine was presented. The results of the resonant welding machines simulation studies for various control methods were presented. The operation of the resonant welding machine for various control methods was simulated and presented. The operation of the resonant welding machine was simulated by the application of the output Power control performed by the pulse density modulation and phase control method. Next, the comparison was made between the losses of switching on and off the transistors operating in the bridge circuit at zero and non-zero values of the drain current and drain-source voltage. The results of measurements and simulations were summarized.

2

Wpływ elementów obwodu elektrycznego na sprawność urządzenia spawalniczego

Stopczyk W., Nawrocki Z.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2015

|

Nr 2 (106)

21--27

PL

Rosnące koszty energii oraz problemy związane z obciążalnością źródeł energii i ochroną środowiska są powodami, dla których staje się celowe poszukiwanie nowych rozwiązań układowych urządzeń spawalniczych. Ze względu na stosunkowo duże moce znamionowe urządzeń spawalniczych, nawet niewielkie zwiększenie sprawności tych urządzeń może przynieść znaczące korzyści. Jednym ze sposobów pozwalających zwiększyć sprawność urządzeń spawalniczych są techniki rezonansowe konwersji energii. Zaletą tych układów jest eliminacja strat przełączania i wyższa częstotliwość pracy w porównaniu z układami klasycznymi. Aby dostatecznie wykorzystać zalety techniki rezonansowej i zmaksymalizować sprawność urządzenia spawalniczego należy właściwie dobrać elementy do budowy obwodu elektrycznego spawarki. W artykule zostały przedstawione wyniki badań oraz omówiony został wpływ elementów przełączających na poprawę sprawności urządzeń spawalniczych.

EN

Rising energy costs and problems associated with load capacity of energy sources and environmental protection are the reasons for which it becomes expedient to search for new solutions of circuits welding equipment. Due to the relatively high power ratings of welding equipment, even a small increase in the efficiency of these devices can bring significant benefits. One way to increase the efficiency of welding machines are resonant power conversion techniques. The advantage of these circuits is elimination of switching losses and higher operating frequency compared to conventional circuits. In order to adequately take advantage of the resonance techniques to maximize efficiency of welding equipment, items to build a circuit welder should be selected. The article presents the results of research and discusses the influence of switching elements to improve the efficiency of welding equipment.

3

Zastosowanie układów rezonansowych w urządzeniu spawalniczym

Stopczyk W., Nawrocki Z.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 2(102)

43--48

PL

Rosnące koszty energii oraz problemy związane z obciążalnością źródeł energii i ochroną środowiska są powodami, dla których staje się celowe poszukiwanie nowych rozwiązań układowych urządzeń spawalniczych. Ze względu na stosunkowo duże moce znamionowe urządzeń spawalniczych, nawet niewielkie zwiększenie sprawności tych urządzeń może przynieść znaczące korzyści. Jednym ze sposobów pozwalających zwiększyć sprawność urządzeń spawalniczych są techniki rezonansowe konwersji energii. Zaletą tych układów jest eliminacja strat przełączania i wyższa częstotliwość pracy w porównaniu z układami klasycznymi. Ponadto składowe pasożytnicze, ktore powodują problemy w topologiach alternatywnych, w przypadku technik rezonansowych stają się zaletą. W artykule przedstawiono wymagania stawiane urządzeniom spawającym metodą GMAW (gas metal arc welding). Jest to podstawowa metoda spawania stosowana w przemyśle. Rozpatrzono zastosowanie szeregowego układu rezonansowego LLC w urządzeniu spawalniczym spawającym metodą GMAW. Przeanalizowano następujące metody regulacji mocy wyjściowej urządzenia spawalniczego: modulacji gęstości impulsów, modulacji szerokości impulsów (PWM), sterowania fazowego. Opracowano konstrukcję i przebadano urządzenie spawalnicze, w którym zastosowano regulację mocy wyjściowej urządzenia metodą gęstości impulsów.

EN

Rising energy costs and problems associated with load capacity of energy sources and environmental protection are the reasons for which it becomes expedient to search for new solutions of circuits welding equipment. Due to the relatively high power ratings of welding equipment, even a small increase in the efficiency of these devices can bring significant benefits. One way to increase the efficiency of welding machines are resonant power conversion techniques. The advantage of these circuits is to eliminate switching losses and higher operating frequency compared to conventional circuits. In addition, the parasitic components which cause problems in the alternative topologies – in the case of resonance techniques become – advantage. The article presents the requirements for welding devices using GMAW (Gas Metal Arc Welding). This is the basic welding method used in industry. We examined GMAW welding device with LLC serial resonant circuit. We analyzed the following methods of regulating the output power of the welding machine: pulse density modulation, pulse width modulation (PWM), phase control. We developed and tested welding machine, which uses the output power control devices using pulse density method.

4

Sterowanie trójfazowego mostka tyrystorowego przy odkształconym napięciu zasilającym

Stopczyk W, Nawrocki Z.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2013

|

Vol. 69, nr 33

526--539

PL

W artykule przedstawiono sposób rozwiązania problemu sterowania mostka tyrystorowego zasilanego z trójfazowego źródła o niestabilnej częstotliwości i o niesinusoidalnym przebiegu napięcia. Opisywane rozwiązanie posłużyło autorowi artykułu do skonstruowania mikroprocesorowego układu sterowania i zastosowaniu go w nowozaprojektowanym urządzeniu spawalniczym CV510 o mocy 20 kW. W urządzeniu tym, sześciopulsowy tyrystorowy mostek prostowniczy służy do regulacji napięcia spawania. Przeprowadzono badania urządzenia spawalniczego zasilanego z agregatu prądotwórczego Vantage 400 o mocy 13,2 kW.

EN

In welding power systems with thyristor regulatory elements where stability and accuracy of the control of output parameters play a key role it becomes important to precisely detect moments of zero crossing in adequate phase voltage of power line. When we have strong mains with sinusoidal voltage waveforms, zero crossing detection of phase voltages is simple. It is different in the case of mains phase voltage waveforms which are deformed and when switching thyristor bridge visibly deformed voltage waveforms. Such a situation we have where the thyristor bridge is powered by the generator. The article describes the digital control system of 20 kW three-phase, 6-pulse thyristor bridge using new control system. The system was tested in the welding machine with 500A of output current, powered by generator with output power of 13.2 kW. Despite a significant deformation voltage supply, system still worked correctly. The article presents the output voltage waveforms for typical control systems and a new system with the deformed power supply.

5

Wirtualny punkt synchronizacji w układach sterowania trójfazowymi mostkami tyrystorowymi

Stopczyk W, Nawrocki Z.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2013

|

Nr 1(98)

199-203

PL

W układach zasilaczy spawalniczych, gdzie elementami regulacyjnymi są tyrystory, gdy ważna jest stałość parametrów i dokładność regulacji parametrów wyjściowych, dużego znaczenia nabiera precyzyjne wykrywanie momentów przejść przez zero odpowiednich napięć fazowych linii zasilającej. W przypadku, gdy mamy do czynienia ze sztywną siecią zasilającą i sinusoidalnymi przebiegami napięć zasilających, detekcja przejść przez zero napięć fazowych nie stwarza większych problemów. Inaczej jest w przypadku sieci zasilającej, gdzie przebiegi napięć fazowych są silnie odkształcone i gdy komutacja mostka tyrystorowego odkształca w widoczny sposób przebiegi napięcia zasilającego. Taką sytuację mamy w przypadku, gdy mostek tyrystorowy jest zasilany z agregatu prądotwórczego. W artykule opisano cyfrowy układ sterowania trójfazowego sześciopulsowego mostka tyrystorowego o mocy 20kW z zastosowaniem wirtualnego punktu synchronizacji. Opisywany układ sprawdzono w urządzeniu spawalniczym o prądzie wyjściowym 500A, zasilanym z agregatu prądotwórczego o mocy wyjściowej 13,2kW. Pomimo znacznego odkształcenia napięcia zasilającego, układ nadal pracował poprawnie. W artykule przedstawiono oscylogramy napięcia wyjściowego dla typowych układów sterowania i układu z zastosowaniem wirtualnego punktu synchronizacji przy odkształconym napięciu zasilającym.

EN

In welding power systems with thyristor regulatory elements where stability and accuracy of the control of output parameters play a key role it becomes important to precisely detect moments of zero crossing in adequate phase voltage of power line. When we have strong mains with sinusoidal voltage waveforms, zero crossing detection of phase voltages is simple. It is different in Th case of mains phase voltage waveforms which are deformed and when switching thyristor bridge visibly deformed voltage waveforms. Such a situationwe have where the thyristor bridge is powered by generator. The article describes the digital control system of 20kW three-phase, 6-pulse thyristor bridge using virtual synchronization point. The system was tested in the welding machine with 500A of output current, powered by generator with output power of 13.2 kW. Despite a significant deformation voltage supply, system still worked correctly. The article presents the output voltage waveforms for typical control systems and a system using virtual synchronization with the deformed point power supply.