Разработка импульсного источника тока на базе униполярного генератора
Введение
Целью проекта является разработка электромеханической системы с инерционным накопителем энергии для электроконтактной сварки.К современным электротехнологическим установкам предъявляют повышенные требования по надежности и технологичности. Сюда относятся массогабаритные показатели, энергоемкость, срок службы и ряд других показателей.В состав электротехнологических установок часто входят различные преобразователи и накопители энергии. Одна из таких широко востребованных установок - машина электроконтактной сварки. Электроконтактная сварка позволяет получать листовые и другие неразъемные соединения из магнитных и немагнитных металлов и сплавов. Такая сварка является более производительной, экологичной и экономичной по сравнению с дуговой.Среди многочисленных способов сварки доля контактной сварки в общем объёме соединений составляет порядка 30 – 40 %.
Содержание
Введение………………………………………………………………………..…3
1 Выбор ПД и схемы управления …………………………………………….....6
2 Расчет УГ ……………………………………………..……………………..….9
2.1 Исходные данные……………………………………………………....9
2.2 Основные расчетные соотношения………………………………..….9
2.3 Сопротивление токоведущих частей якорной цепи ……………..…11
2.4 Расчёт униполярного генератора при различных видах токосъема.143 Спецчасть ……………………………………………..…………………….…19
3.1 Оценка суммарной кинетической энергии электромеханической системы ротора УГ с учётом моментов инерции ДПТ и валаУГ.…………….19
3.2 Оценка увеличения кинетической энергии системы двигатель-генератор и времени рабочего цикла ЭМС.…………………………………....21
3.3 Оценка использования катящегося токосъема УГ на нагрев ……...24
3.4 Расчет разгона ЭМС до номинальной скорости …………………....25
4 Безопасность и экологичность проекта……………………………………....28
4.1 Анализ потенциальных опасностей и вредностей при эксплуатации двигателя…………………………………………………………………………28
4.2 Мероприятия по охране труда, обеспечивающие безопасность экс-плуатации двигателя…………………………………………………………….30
4.3 Инструкция по технике безопасности при эксплуатации электродви-гателя……………………………………………………………………………..31
4.4 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций и мероприятия по их устранению……………………………………………………………………....33
4.5 Охрана окружающей среды………………………………………….38
5 Стандартизация………………………………………………………………..40
Список использованных источников…………………………………………...42
Копылов, И. П. Проектирование электрических машин / И. П. Копылов. – М. : Энергия, 1980 – 496 с.
Банов, М. Д. Технология и оборудование контактной сварки: Учебник для студ. учреждений сред.проф. образования / М. Д. Баннов. // Издательский центр «Академия», 2005. – 224 с.
Бут Д.А. Накопители энергии: учеб.пособие для вузов / Бут Д.А. , Алиевский Б.Л., Мизюрин С.Р., Васюкевич П.В. / / Энергоатомиздат, 1991. С. 203-211.
Геча В.Я. Определение контактного сопротивления для токосъема униполярной электрической машины / В.Я. Геча, А.Б. Захаренко, А.К. Над-кин // Труды ВНИИЭМ «Вопросы электромеханики». – 2015. Т.145 с.3-7
Геча В.Я. Конструкция компенсационной обмотки униполярной электрической машины. / Геча В.Я., Захаренко А.Б., Надкин А.К. // Труды ВНИИЭМ «Вопросы электромеханики». – 2014 Т.139 с.7
Гостевская, А. Н. Исследование влияния параметров контактной стыковой сварки на зону термического влияния рельсов марки Э76ХФ // Учёные записки Комсомольского-на-Амуре государственного университета. Науки о природе и технике. – 2021. – № III-1(51). – С. 76-81.
Иванов, С.Н. Анализ электромеханических систем методами имитационного моделирования/ К.К. Ким, А.А. Просолович, М.И. Хисматулин // Учёные записки Комсомольского-на-Амуре государственного университета. Науки о природе и технике. – 2021. – № III-1(51). – С. 29-38.
Процесс контактной сварки базируется на мощных импульсах тока с продолжительностью импульса от долей секунды до 3 секунд. При этом падение напряжения в системе электрод-деталь-электрод составляет несколько вольт.Работа конденсаторных машин основана на разряде конденсаторов через участок контактной сварки, сжатый электродами. Разряд конденсаторов проходит за очень короткий промежуток времени. Время разряда варьируется от 0.01 до 0.1 с. Таким образом, конденсаторные машины осуществляют сварку только в «жестких» режимах, которые характеризуются более коротким импульсом тока при более высокой плотности тока (свыше 160 А/мм2). Это особенно характерно для листовых соединений легких сплавов. Невозможность работы КМ в «мягких» режимах ограничивает применение таких машин для некоторых сплавов цветных металлов при определенной толщине соединяемых деталей (например, затруднена сварка на существующих КМ сплавов типа АМг6 толщиной 2,0 мм). Это характерно для деталей из легких сплавов, у которых толщина при сварке посредством современных KM не превышает 3,0 мм. При большей толщине деталей значительно увеличивается длительность импульсов тока, что приводит к резкому увеличению габаритов и массы конденсаторов, сопутствующего оборудования и стоимости КМ в целом. Еще один недостаток КМ - ограниченная возможность управления сварочным током в процессе сварки.Технология контактной сварки требует корректировки формы импульса тока при определенном сочетании толщин и материалов соединяемых деталей. В КМ часто трудно получить оптимальную форму импульса, технологически требуемую при сварке некоторых деталей. Попытки преодолеть этот недостаток КМ есть (например, с помощью сочетания разрядов тока от нескольких батарей конденсаторов), но они дают положительные результаты лишь в некоторых случаях. Необходимость работы от достаточно мощной сети переменного тока является недостатком сварочных трансформаторов. Для КМ следует отметить ограниченный ресурс работы конденсаторов и их высокую стоимость. Так, электролитические конденсаторы большой емкости имеют ресурс, определяемый их конструктивными особенностями, от 2 до 5 тыс. часов работы. При этом такие конденсаторы не безопасны и могут взрываться. Сварочные конденсаторные машины имеют средний срок службы 5 – 6 лет, а гарантийный срок эксплуатации после ремонта не более 1 года.