книги из ГПНТБ / Фридман, Л. Н. Источники питания сварочной дуги учеб. пособие

8

областях

и

столбе

дуги и подробно

изучается

в курсе

"Теория

сварочных процессов".

В данной

параграфе рассматриваются фак­

торы

второй

группы,а

именно: влияние

на ус­

тойчивость

дуги

характеристик электрической

цепи,

в

которую включена дуга.

В

общем

случае

процесс считается устой­

чивым, если

при

заданном управляющем

воздей­

ствии

на

процесс по

истечении

некоторого

времени

устанавливаются и затем

не

меняются

его

новые параметры, а после прекращения дей­

ствия

возмущения

они приобретают первоначаль­

ные

значения.

Сам

по

себе

дуговой разряд

является не­

Фиг.

4.

Как видно из фиг.4

и уравнения (?) при от­

сутствии возмущений,

когда

= 0 » первое ус*

ловие

устойчивости

соблюдается в точках А и В.

Рассмотрим, в каких

случаях выполняется

второе условие устойчивости. Дкя этого проана­

лизируем

поведение

системы при весьма малых

отклонениях от состояния равновесия. При этом

для

упрощения анализа не

будем учитывать ем­

кость

сварочной цепи, явление

саморегулирова-

ния, а такие будем считать малыми скорости

изменения

параметров.

получил

малое

отклонение

С 0

. В

следующий

момент

при

t > 0

это отклонение

начнет

изме­

няться

и примет

текущее

значение

і

. Тогда

ток

в

цепи

в

произвольный

момент

времени

Ь

примет

значение

:

J~Jp*С.

(в)

В

соответствии

с этим

уравнение (7 ) для

переходного

процесса

примет

вид:• /-

•j

а и р Р

Зункции U u(J) и

Ud(J}

в общем случае

не

являются линейными. Однако

при

малых откло­

нениях

тока

нх

значения

можно вычислить

путем

линеаризации

этих

функций в

окрестнос­

тях

точки А, т.е.

можно

считать,

что характе­

ристики на участках

АС

и

АД будут

прямоли­

нейными и

совпадут

о

касательными

к харак­

теристикам в точке

равновесия

А,

имеющими угол

наклона оіц и <^ч?

• В

этом

случае

из

треу­

гольников

АСО и АДр

(фиг.4) получаем

:

а и Р р Щ * и р * й и * и , * г

( Ю )

И

•

_

* U 3 - U p * i t g ^ 3 -

( и )

Система будет находиться

в состоянии ус­

тойчивого

статического

равновесия при условии,

если

малое

отклонение

тока

от

заданного зна­

чения

с течением времени

будет уменьшаться.

щие

Из

формулы '(J.8) оледует,

что возникаю­

в системе источник

.питания - дуга случай­

ные

малые изменения тока

с максимальным зна­

чением

С 0

будут уменьшаться со

временем лишь

при

отрицательном знаке

показателя экспоненты.

ма была устойчивой,

* *^ия того чт°бы систе

величина

должна быть

положительной.

Таким образом,

основные

условия устой­

тически устойчива, если кривые U

u - f l J ) и

U M

имеют точки пересечения

(первое ус­

ловие)

и если

в точке пересечения коэффициент

устойчивости системы при дуговой сварке

ß y ,

равный разности производных

уравнений

стати­

ческих характеристик дуги

и источника питания

есть величина

положительная'(второе условие). ~

Из двух возможных режимов системы С внеш­

ними характеристиками Uu~fP) и

U J=f(7/\

представленными на фигуре

4, условию устойчивости

удовлетворяет только один,

который

определяется

точкой А.

Действительно, в

точке А

обе произвол-

ныо

и

отрицательны, но по

второй,

и

их разность отрицательна. -

Посмотрим теперь,

какие требования предъяв­

ляет условие устойчивости

к внешним характерис­

тикам

источников

питания,

зависит

Так

как выполнение

условия

от соответствия формы внешней характеристики

источника

питания форме

статической характерис­

тики дуги, рассмотрим три случая, соответствую­

щие трем участкам

кривой

статической характе­

ристики дуги (фиг.2).

При падающей

статической характеристике

дуги, что соответствует случаям ручной сварки -

на малых токах, дуговой микросварки, сварки не-

.

шіавящимся" электродом и т.д.,

величина

Для соблюдения условия

внешняя характерис­

жимах

)

(

~ 0

• Следовательно

£

_

_ / » ) & J

U P

п

\ jT b p

’

лроиззод-

Для

соблюдения условия

H y> U

пая

т

и

должна

быть отрицательной,

т.е. внешняя'характеристика

источника литания

и в

этом

случае

должна быть

падающей, но кру­

тизна

ее

может

быть значительно

меньшей, чем

водная

( ^ г ) Jp ^

п®'

Б этом

случае коэффи-

циент

устойчивости

ңу

может

быть

лоложитедь-

ыым даже при жестких и возрастающих внешних

характеристиках источников питания

Этот случай соответствует'сварке в

защитных

Отработки

возмущения

І 0

. Для этого продиффе­

ренцировав

уравнение

(18)

по времени, получим:

- - t r A s7/ W

P i - fLy - i )/ -

.(19)

16

Чем

больше скорость

отработки возмущения

S L -

, тем меньше

время

переходного

про-

а "С

меньше возможность

образования

дефек­

цесса и

тов, в иве яри случайных

нарушениях режима

сварки.