Параметрическая стабилизация энергии сварочной дуги при питании от ргит Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

способности с ионами тяжелых и радиоактивных металлов пектин отнесен к незаменимым ингредиентам для использования в производстве блюд лечебного питания [4]. В ООО «Травы Башкирии» подготовлены рецептуры профилактических киселей с добавлением пектина.

В заключение можно сделать вывод, что крахмал и глюкозно-фруктозные сиропы успешно применяются в индустрии оздоровительного питания. Список использованной литературы:

1. Славянский А. А., Горожанкина К. К. Технология крахмала, крахмалопродуктов и глюкозно-фруктозных сиропов. - М.: МГУТУ, 2012. - 64 с.

2. Халиков Р. М., Нигаматуллина Г. Б. Трансформации макромолекул амилозы и амилопектина при технологической переработке крахмальных гранул растительного сырья в пищевой индустрии // Nauka-rastudent.ru. 2015. № 1 (13). С. 51.

3. Иванова О. В., Халиков Р. М.Рациональные способы улучшения качества продуктов питания при использовании модифицированных крахмалов в пищевой индустрии // Инновационная наука. 2016. № 3-3. С. 73-75.

4. Григорьева Р.З., Мотырева О.Г., Шемелева Г.И. Разработка рецептур блюд, направленных на снижение рисков возникновения социально значимых заболеваний // Техника и технологии пищевых производств. 2015. Т. 39. № 4. С.124-130.

© Халикова Р.И., Иванов А.А., Халиков Р.М., 2016

УДК 621.21

Н.И. Чернявский

Канд.техн.наук, доцент, Поволжский государственный университет сервиса, г. Тольятти, РФ

E-mail: [email protected]

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ЭНЕРГИИ СВАРОЧНОЙ ДУГИ

ПРИ ПИТАНИИ ОТ РГИТ

Аннотация

В статье описываются результаты расчета выделяемой в сварочной дуге энергии за период следования разнополярных импульсов сварочного тока при питании дуги от рекуперативных генераторов импульсов тока с индуктивными накопителями энергии.

Ключевые слова

сварка алюминия, прямоугольные импульсы, неплавящийся электрод, генератор импульсов тока,

стабилизация энергии.

Для сварки алюминия и его сплавов используют различные генераторы импульсов тока с широкими функциональными возможностями [1 - 4]. Они обеспечивают высокую стабильность горения дуги и возможность в широких пределах программировать амплитудно-временные параметры сварочных импульсов тока, а также обеспечивают высокую пространственную устойчивость горения дуги при сварке неплавящимся электродом [5] и возможность компенсации возмущающего воздействия внешнего магнитного поля на процесс дуговой сварки покрытыми электродами [6].

Наиболее простыми из них, всего с одним управляемым ключом, обладающим высоким КПД [8], являются рекуперативные генераторы импульсов тока (РГИТ) с индуктивными накопителями энергии [1 - 3].

Энергия в сварочной дуге, горящей в рабочем промежутке (РП), у всех типов ГИТ при изменении её длины изменяется в широких пределах.

Качество же сварки, особенно на коротких и сжатых дугах [1 - 2], требует поддержания стабильности энергии в дуге при изменениях ее длины. Отсюда вытекает задача определения параметров ГИТ,

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

обеспечивающих стабилизацию энергии, а значит и мощности, выделяемой в дуге за период следования импульсов сварочного тока.

Регуляторы в виде традиционных замкнутых систем автоматического регулирования энергетических параметров дуги с воздействием на управляемый источник питания нормированием в нём обратных связей по току и напряжению дуги слишком инерционны.

В связи с этим заслуживает внимания вопрос о возможности стабилизации энергии, выделяемой в дуге, за счет выбора параметров элементов ГИТ, в частности, параметров цепей заряда и разряда ИНЭ.

Энергия Ws, выделяемая в РП за один импульс, равна:

т

Ws = J isusdt (1)

0

При коротком замыкании РП напряжение дуги Us=0, следовательно, и энергия, выделяемая в ней, Ws=0. При напряжении us дуги, стремящемся к напряжению Uхолостого хода ИП, ток is = 0. Следовательно, энергия Ws = 0, как и в предыдущем случае. Очевидно, что при условии независимости напряжения на дуге от тока [9] существует такое напряжение Usm, при котором энергия Ws максимальна.

При этом напряжении USm дуги выполняется условие

dWs

dUs us = USm

= 0 (2)

Вблизи окрестности напряжения и$т энергия, выделяемая в дуге, при изменении напряжения дуги стабильна и изменяется в окрестности этой точки незначительно. Такой режим, зависящий от параметров ГИТ, будем называть параметрической стабилизацией энергии импульса в РП. Энергия сварочной дуги, выделяемая в РП, в абсолютных единицах

= иЯ1 ■ и(41и+л; 2т)- и2 (в^+в; 2т) (3)

и энергия в относительных единицах [1]

К = и*1 Ат + Л*2т )-и;2 Вт + В*2т ) (4)

Напряжение соответствующее максимальной энергии, выделяемой в РП на интервале 1 работы [1].

Лг

=о,5и ля*. (5)

В51т

В относительных единицах.

Л*г

и* = о 5 Ля1т (6)

и Я1т 0,5 тз*г (6)

ВЯ1т

Напряжение и^т2, соответствующего максимальной энергии, выделяемой в РП на интервале 2 работы [1].

Лг

иг51т2 = о^и^ (7)

Вя 2т

В относительных единицах

Л*г

и*1т2 = 0,5 Лг* (8)

ВЯ 2т

Напряжения и и и * , соответствующие максимуму энергии в РП на интервале 2 , можно найти через коэффициент

и82т = к8 и81т2 (9)

и*2т = к; -и;„2 (Ю)

После дифференцирования полученных выражений по и и и * соответственно и приравнивания их к нулю, получим формулы для определения напряжений и и и * , соответствующих максимальной энергии, выделяемой в РП за импульс на обоих интервалах

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070

Ar + Ar UrSm = 0,5U- m + A 2m

f>r . T>r BSlm ^ BS2m

. л

JJ*r - Q5 AS\m + AS2m

D*r , D*r BSlm ^ BS2m

(9) (10)

o,s

0,4

0.3

0,1

к = 0,2 f

уМ

V 1,0

л

4 о.е.

Рисунок 1 - Зависимость напряжения и*гт параметрической стабилизации от кв.

Подставляя значения иВт и и*т из (9) и (10) в (3) и (4), получим выражения максимальных энергий и Ж*т на обоих интервалах

Жг = и ■и■ Сг ~(иг УВг (11)

*г * *г _ ( *г \2 * уу т иэшСэш и.1ш) ^.т (12)

где Сг = Л\ + Л\ , Бг = Б\ + Б\ , С* = Л*г + Л*: , Б*г = Б* + Б*:

п*г

II IM

ч и,ja

0,5

1.0

к J1

Ы U М tue.'] т S 4 5 6 ' 10

Рисунок 2 - Зависимость энергии Ж*втг параметрической стабилизации РГИТ от к

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_

Как видно из рис.1 зависимость напряжения U**m параметрической стабилизации имеет падающий

характер с увеличением ks и уменьшается при изменении к. При этом видно, что относительное изменение

напряжения Uпри величинах к = 0,2...1,0 существенно меньше, чем при таком же диапазоне изменения к

в большую сторону при к = 1.5.

График энергии W*Smr параметрической стабилизации (рис.2) также имеет падающий характер с увеличением ks и уменьшается при возрастании к. Причем, уменьшение при изменении к носит существенный характер, так как при возрастании к в 2 раза энергия W*smr уменьшается почти на порядок.

Выводы

1. Режим параметрической стабилизации энергии, выделяемой в дуге при изменениях её длины, в РГИТ возможен .

2. Стабильность горения дуги при питании от РГИТ зависит не только от напряжения дуги, но и от скорости его возрастания. Чем выше скорость возрастания напряжения, тем раньше разряжается ИНЭ и наступает бестоковая пауза и погасание дуги.

Список использованной литературы

1. Чернявский, Н. И. Генераторы импульсов тока для аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. [Текст] / Донской государственный технический университет. Ростов-на-Дону, 2011.

2. Чернявский, Н. И. Генераторы импульсов тока для аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. [Текст] / Донской государственный технический университет. Ростов-на-Дону, 2011. З.Чернявский, Н. И. Генераторы импульсов тока для аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов [Текст]. / Н. И. Чернявский, Ю. В. Казаков // Сварка и диагностика. -2012. - №2. - С. 45 - 49.

4. Чернявский, Н. И. Депозитарный ГИТ для аргонодуговой сварки алюминиевых деталей автомобилей в службах автосервиса. [Текст] // Наука - промышленности и сервису. - 2013. - № 8-2. - С.241 - 246.

5. Чернявский, Н. И. Тиристорный генератор импульсов тока для аргонодуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов. [Текст] // Символ науки. - 2016. - №2 - 2, - с. 100 - 102.

6. Гордынец, А. С. Повышение пространственной устойчивости дуги при сварке алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в среде аргона [Текст]. / А.С. Гордынец, А. С. Киселев // Сварка и диагностика. -2011. - №4. - С. 41 - 44.

7. Киселев, А. С. Влияние возмущающего воздействия внешнего магнитного поля на процесс дуговой сварки покрытыми электродами. [Текст] / Киселев А.С., Гордынец А.С., Дедюх Р.И., Советченко Б.Ф. // Сварка и диагностика. - 2011. - № 4. - С. 37-41.

8. Чернявский, Н. И. Энергетические характеристики генераторов импульсов тока с индуктивными накопителями энергии для аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом. [Текст] / Чернявский Н. И., Казаков Ю. В., Чибисова Н. Н. // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. - 2011. - №2. - с. 94 - 97.

9. Чернявский, Н. И. Определение действующего значения импульсного тока при аргонодуговой сварке алюминия неплавящимся электродом. [Текст] / Н. И. Чернявский, Ю. В. Казаков, Г. М. Короткова, Н. Н. Чибисова. // Сварочное производство. - 2012. - №8. - С. 12 - 16.

© Чернявский Н.И., 2016