2. В дугах с плавящимся электродом оба электрода в процессе осуществления сварочного процессарасплавляются, поставляя металл в общую сварочную ванну. Если одни электроды являются тугоплавкими (например, вольфрамовый) и не поставляет металл в общую сварочную ванну, такая дуга будет называться дугой с неплавящимся электродом. При увеличении тока дуги тугоплавкий электрод также может расплавиться, поэтому разновидности дуг этой группы определяются не только материалом электродов, но и режимом их горения.

3. Большинство плавящихся электродов сильно испаряется. Пары, двигаясь от электродов в виде струи, почти полностью оттесняют из области разряда другие газы. Поэтому пары электродов определяют основные свойства таких дуг. Когда же используются слабо испаряющиеся вольфрамовые, графитовые или искусственно охлаждаемые водой медные электроды, состав газа разрядной области с достаточной точностью определяется её атмосферой. Последнюю образуют либо защитные газы – аргон, гелий, углекислый газ, водород и др., подаваемые в зону дуги для ограждения металла от воздействия воздуха, либо воздух при отсутствии такой защиты. Однако по мере увеличения тока, слабо испаряющиеся электроды могут испаряться интенсивно, а «дуга в газах» может стать «дугой в парах», поэтому и в этой группе разновидности дуг также определяются их режимом.

4. Дуга считается свободной, если её развитие в пространстве неограниченно до пределов определяемых естественными свойствами дуги. При наличии таких ограничений дуга считается сжатой. Дуги сжимают, помещая их в узкие каналы, ограничивая размеры электродов, обдувая дуги струями газов или жидкостей.

5. Дуга считается установившейся, если длительность её существования при заданных условиях заметно превышает время протекания в ней переходных процессов и параметры дуги уже не меняются во времени. Изменение силы тока, состава атмосферы, расстояния между электродами, положения в пространстве и т.д. характеризуют неустановившиеся дуги. Однако при сравнительно медленном изменении перечисленных факторов, когда каждому их мгновенному значению соответствуют параметры дуги, близкие к установившимся при этих мгновенных значениях, такими изменениями можно пренебречь и дуги считать установившимися. Таким образом, разделение дуг анализируемой группы на два вида требует их тщательного изучения.

6. Дуга считается открытой, если вокруг неё отсутствуют преграды, кроме самих электродов, исключающие или затрудняющие циркуляцию газа в околодуговом пространстве, или задерживающие излучение дуги. В случае полного ограждения дуги от окружающего пространства она становится закрытой. Примером такой дуги является дуга под флюсом. Её атмосфера состоит только из паров электродов и ограждения – флюса. Циркуляция газовых потоков в такой дуге ограничена, излучение дуги в пространство не проникает. Возможны полузакрытые дуги т.д.

7. Для дуг постоянного тока характерна неизменность направления тока и, как правило, небольшие колебания его силы, обуславливаемые процессами в дуге. В дугах переменного тока происходят непрерывные изменения направления тока и, как правило, частое изменение его величины за счёт постоянной смены анодных и катодных пятен.

II. Строение дуги. Составные части дугового разряда. Распределение потенциала в дуге.

Сварочная дуга представляет собой мощный электрический разряд в ионизированной смеси газов, паров металлов и веществ, входящих в состав электродных покрытий, флюсов и других защитных средств.

Дуговой промежуток разделяют на три области:

— анодную

— катодную

— столб дуги

Указанные области (слои) обнаружены экспериментально, и они называютсяприэлектродными областями дуги.

В данном случае на электроде отмечена катодная область, а на изделии анодная и между ними столб дуги.

Длина катодной, как и анодной области составляет . Длина столба дуги десятые доли сантиметра, поэтому принято за длину дуги принимать длину столба, при этом нельзя забывать о существовании приэлектродных областей.

Рисунок 1. Модель сварочной дуги и распределение потенциала по ее длине.

На рисунке 2 показан график нарастания напряжения по длине дуги разрядного промежутка. Как видно из графика в приэлектродных областях, несмотря на малую протяженность напряжения и значительны.

Рисунок 2. График нарастания напряжения по длине дуги разрядного промежутка.

Общее напряжение дуги определяется как сумма

III. Ионизация дугового промежутка. Потенциал ионизации.

Электрическая дуга – один из видов электрического разряда между двумя электродами в газообразной среде. Это мощный концентрированный источник света и тепла, используемый для расплавления металла. В обычных условиях газы не проводят электрический ток. Для дугового разряда необходимо, чтобы в промежутке между электродами образовывались электрические заряженные частицы, перемещение которых и будет создавать электрический ток. Процесс образования таких частиц называется процессом ионизации газов. Это процесс происходит под действием электрического тока, проходящего через газ.

Рисунок 3.

Основной причиной ионизации является высокая температура газа, при которой электроны приобретают энергию, преодолевающую силу притяжения положительных ионов и способствующую их удалению с поверхности электрода. Встречая на своем пути молекулы и атомы газа электроны ионизируют их, обуславливая электропроводность газа.

Электроны и отрицательные ионы под действием электрического тока направляются к положительному электроду, а положительные ионы – к отрицательному и ударяются о них. Кинетическая энергия от удара переходит в тепловую, создавая в зоне анода и катода высокую температуру.

При зажигании дуги, когда электроды и газовый промежуток недостаточно нагреты, необходимо повышать напряжение источника тока, чтобы придать электронам большую кинетическую энергию и интенсифицировать ионизацию газа между электродами.

Для отрыва электрона от атома с превращением последнего в положительный ион нужно затратить определенную энергию, характеризуемую потенциалом ионизации. Количество энергии, необходимой для возбуждения атома или молекулы, называется потенциалом возбуждения. Чем ниже потенциал ионизации металла и газа, тем слабее связь электрона с атомом ядра. В этом случае на возбуждение и работу ионизации требуется меньше энергии, в результате чего дуга возбуждается быстрее и горит устойчивее.

Вещества с наименьшим потенциалом ионизации называются стабилизаторами дуги. На стабильность горения дуги можно влиять введением в металл элементов с низким потенциалом выхода. Одним из методов оценки стабильности горения дуги является определение её длины, при которой происходит естественный обрыв.

Отмечаются лучшие стабилизирующие вещества, например щелочноземельные и щелочные металлы: калий, натрий, барий, кальций (мел, поташ, сода).Наибольшими потенциалами ионизации обладают инертные газы (аргон, гелий, неон), а также азот и кислород.

В столбе дуги в зависимости от режима температура газа может достигать .

IV. Вольтамперная характеристика сварочной дуги.

Электрическая дуга как элемент сварочной цепи обладает ярко выраженной нелинейностью. Это означает, что между ее током и напряжением нет прямой зависимости. Зависимость напряжения как функция от тока

при прочих неизменных условиях для таких элементов изображается в виде кривых, называемых вольтамперными характеристиками. Если величины напряжения измерены в состоянии устойчивого равновесия при разных токах, такие характеристики будут называться статическими. Построение вольт-амперных характеристик связано с большими трудностями не только из-за сложности измерения длины дуги между плавящимися электродами, но и поддержания неизменных прочих условий.

Рисунок 4. Вольт-амперные характеристики дуги:

а – падающие; б – жесткие; в – возрастающие; 1 — ; 2 — ; для 1 и 2 и

Падающая — с ростом сварочного тока уменьшается.

Жесткая – с ростом остается практически неизменным.

Возрастающая – рост вызывает увеличение .

Падающие вольт – амперные характеристики имеют свободные малоамперные дуги, горящие в атмосфере воздуха и в среде аргона при токах от нескольких ампер до 70-80А. Причиной снижения напряжения на дуге является уменьшение напряжения столба дуги. С ростом тока более интенсивно протекает ионизация газа столба дуги, проводимость столба дуги увеличивается, площадь поперечного сечения столба возрастает. Разности потенциалов в анодной и катодной областях практически не зависят от величины тока, а только от физических условий, в которых существует дуга. При неизменной длине дуги с ростом тока уменьшается напряжение столба дуги и напряжение на дуге; при этом дифференциальное сопротивление <0, так как угол тупой (рис.4,а).

Жесткую ВАХ имеют сварочные дуги с токами от 80А и выше при ручной дуговой и механизированной сварке под флюсом (рис.4,б). С ростом сварочного тока увеличивается площадь столба дуги, в результате чего проводимость разрядного промежутка практически не изменяется. Увеличение тока с одновременным увеличение площади столба дуги приводит к тому, что плотность тока в столбе дуги и напряженность электрического поля остаются постоянными. Этим объясняется то, что при постоянстве и напряжение практически не зависит от величины тока. При постоянной длине дуги напряжение с ростом тока не изменяется, при этом .

При механизированной сварке под флюсом, когда диаметр электродной проволоки невелик, плотность тока в электроде несколько больше таковой при свободной малоамперной дуге, горящей в воздухе или в аргоне. Начиная примерно с 300-400А и выше ВАХ дуги, горящей под флюсом, становится пологовозрастающей.

При сварке плавящимся электродом в среде углекислого газа и сжатой дугой в среде аргона неплавящимся электродом ВАХ сварочной дуги крутовозрастающая. С ростом сварочного тока напряжение на дуге возрастает.

V. Статическая вольтамперная характеристика сварочной дуги.

Вольтамперная характеристика нелинейного участка сварочного контура, которая строится по данным эксперимента, представляет собой зависимость напряжения на дуге от тока при данных длине дуги, проводимости разрядного промежутка G и постоянстве остальных физических факторов, влияющих на горение дуги. .При проведение эксперимента питание дуги осуществляется от отдельного источника. Получение опытных данных для построения вольт-амперных характеристик сварочной дуги с неплавящимся электродом хотя и представляет определенные трудности, но возможно. Длину дуги в этом случае можно установить и поддерживать во время опыта постоянной при практической неизменности амперной характеристики для дуги с плавящимся электродом, строго говоря, является несостоятельным, так как реальных условиях при горении дуги происходит непрерывное изменение в связи с переносом через разрядный промежуток капель жидкого металла в ванну на изделии.

В зависимости от условий существования сварочной дуги ей соответствует тот или иной участок статической характеристики. При ручной дуговой сварке характеристика дуги будет падающей с переходом в жесткую. При сварке под флюсом или в среде характеристика дуги будет жесткой с переходом в возрастающую.

Графическое изображение зависимости напряжения дуги от тока называют статической вольт-амперной характеристикой, или статической характеристикой дуги. Как видно из рисунка 5 статическая характеристика сварочной дуги при постоянных диаметре электрода и длине дуги состоит из трех участков.

Рисунок 5. Статическая характеристика сварочной дуги.

Внешние вольт-амперные характеристики источников питания.

I. Понятие внешней характеристики. Формы внешних характеристик.

Внешние вольтамперные характеристики (ВАХ) бывают:

Рисунок 6. Внешние вольтамперные характеристики.

а — крутопадающая

б- пологопадающая

в — жесткая

г- возрастающая

Электрические свойства источника при работе в статическом режиме выражаются его внешней характеристикой. Внешняя характеристика источника – это зависимость между напряжением на его зажимах и током, протекающим через сварочную цепь при нагрузках.

Первоначальное возбуждение дуги чаще всего происходит при касании электродом изделия. Это процесс называют коротким замыканием. При последующем отрыве электрода в пространстве, заполненном ионизированным газом, возникает горение сварочной дуги. Возбуждение дуги происходит тем легче, чем выше напряжение холостого хода. Для обеспечения надежного возбуждения, напряжение холостого хода должно быть не ниже 40В. Верхняя грань напряжения холостого хода ограничивается требованиями пожарной безопасности. Переменный ток – 80В, постоянный – 90В.

При сварке неплавящимся электродом зажигание зачастую производится с помощью специального устройства – осциллятора. В данном случае зажигание осуществляется без касания.

Источник питания должен удовлетворять следующим требованиям:

— обеспечивать надежное зажигание

— поддерживать стабильное горение

— способствовать благоприятному переносу металла

— обеспечивать регулирование режима в заданном диапазоне.

II. Выбор внешней характеристики источников питания на примере ручной дуговой сварки.

Рисунок 7. Внешняя характеристика источника питания для РДС.

А – равенство подаваемой и потребляемой энергии.

1 – статическая вольтамперная характеристика дуги.

2 – внешняя вольтамперная характеристика источника питания.

В ручной дуговой сварке изменение длины дуги приводит к изменению напряжения дуги, что в свою очередь изменяет режим по току.

При использовании источника с крутопадающей характеристикой, изменения по току, вызванные изменением напряжения малозначительны. В случае применения более пологопадающего источника изменение тока возрастает. Поэтому для РДС необходимо применять источники с крутопадающей характеристикой.

III. Условие статической устойчивости энергетической системы «источник питания – сварочная дуга». Коэффициент устойчивости системы.

Дуговой разряд называется устойчивым, если существует непрерывно, в течение длительного времени, без обрывов и коротких замыканий, поэтому в качестве непосредственного критерия для оценки устойчивости можно принять отрыв дуги или количество обрывов при полном расплавлении электрода. Устойчивость зависит от технологических и от электрических характеристик процесса.

Понятие принципиальной устойчивости.

Рисунок 8. Малое возмущение по длине дуги.

Рассмотрим малое возмущение по длине дуги .

Рисунок 9. К оценке устойчивости при малом возмущении по длине дуги:

В точках А и В наблюдается равенство токов и напряжений дуги и источника, а,следовательно, равенство энергии, выделяемой источником и потребляемой дугой.

Выясним, устойчиво ли равновесие в точке В.

При резком, но малом удлинении дуги также резко, скачком, увеличивается напряжение дуги. Поэтому в данный момент времени характеристика дуги сместится вверх, а состояние дуги будет отражаться точкой .

Однако состояние источника по-прежнему отражается точкой В. Значит, равновесие нарушилось. Увеличение напряжения дуги вызвано увеличением её сопротивления . Увеличение должно привести к снижению сварочного тока. Поэтому точка соответствующая параметрам дуги ( ) будет перемещаться в точку .

Точка, соответствующая параметрам источника , будет перемещаться в точку . В результате система в целом переходит в новое равновесное состояние в точке .

Малое удлинение дуги было успешно отработано системой и привело лишь к малым отклонениям напряжения и тока. Значит, система в точке устойчива.

Рассмотрим точку . После увеличения длины дуги состояние дуги будет отражаться точкой , состояние источника точкой .

Как и в случае с точкой , увеличение длины дуги привело к увеличению , поэтому уменьшается. В результате мы двигаемся по характеристике дуги влево, но в данном случае источник питания не может обеспечить требуемое значение тока и напряжения. Характеристики дуги и источника не пересекутся, следовательно, точка является неустойчивой.

Коэффициент устойчивости системы.

Система «источник-дуга» принципиально устойчива, если в результате отработки малых возмущений она приходит в установившееся состояние, характеризующееся равенством подаваемой и потребляемой энергии и малыми отклонениями тока и напряжения от исходного состояния.

Рисунок 10. Определение коэффициента устойчивости системы «источник – дуга».

Выясним причину наличия устойчивости в точке и её отсутствие в точке . Очевидно, что движение системы при отработке возмущений вблизи точки всегда приводит её в новое равновесное состояние и не приводит вблизи точки .

Заметим, что в отличие от точки наклон характеристики источника в точке круче, чем дуги.

Наклон характеристик источника и дуги принято выражать или оценивать величиной дифференциальных сопротивлений.

Приведем примеры типичных численных соотношений и в точках и . Рассмотрим точку

.

Дуга горит.

Рассмотрим точку .

.

Дуга не горит.

В любых сочетаниях характеристик источника и дуги, устойчивость обеспечивается только при выполнении неравенства . Поэтому в качестве критерия принципиальной устойчивости системы принята разность дифференциальных сопротивлений, которая выражается в виде коэффициента устойчивости.

Для устойчивого горения дуги необходимо чтобы ВАХ источника падала круче, чем ВАХ дуги.

Пример оценки принципиальной устойчивости.

Рисунок 11.

IV. Экспериментальное определение внешней характеристики источника питания.

Рисунок 12.

ü Определить напряжение холостого хода

ü Установить максимального сопротивления на балластном реостате.

ü Снизить сопротивление балластного реостата.

ü Повторить предыдущий пункт

ü Произвести короткое замыкание, если видим, что характеристика источника падающая.

ü Соединить точки и получить характеристику.

Характеристика внешняя источника питания дуги

Для современных источников питания дуги переменного тока падающую внешнюю характеристику получают путем искусственного увеличения индуктивного сопротивления.  [c.131]

Источники питания дуги должны иметь жесткую внешнюю характеристику и скорость нарастания силы тока короткого замыкания 70—ПО кА/с. Рекомендуемое обо-  [c.135]

Что называют внешней вольт-амперной характеристикой источника питания дуги  [c.107]

Для решения этой задачи необходимо правильно выбрать внешнюю вольт-амперную характеристику (ВВАХ) источника питания — зависимость его напряжения (t/ ) от силы тока дуги (Q — t/ = /(/д). ВВАХ источника питания экспериментально определяется путем измерения напряжения и силы тока /д при плавном изменении сопротивления нагрузки — сопротивления дуги, при этом дуга обычно имитируется линейным активным сопротивлением — балластным реостатом.  [c.111]

В качестве источников питания дуги используются серийно выпускаемые сварочные выпрямители с падающей внешней характеристикой. Крутизна внешней характеристики оказывает большое влияние на устойчивость горения дуги. Наибольшую устойчивость дуга имеет при крутопадающей внешней характеристике источника питания, т. е. при стабилизации силы сварочного тока.  [c.243]

Управление ИРД осуществляет система автоматического регулирования (САУ), которая является одним из основных звеньев источника питания дуги. Она определяет диапазон регулирования выходных параметров источника (уставку тока резки) и точность поддерживания их на заданном уровне, т. е. обеспечивает крутопадающую внешнюю характеристику источника, задает форму переходных процессов и выполняет защиту агрегата от сверхтоков и глухих коротких замыканий. Блок-схема САУ представлена на рис. 2. Основное звено САУ — регулятор тока, поддерживающий постоянство заранее заданного значения тока резки (тока уставки).  [c.36]

Кроме указанных внешних характеристик источники питания дуги должны обладать хорошими динамическими свойствами — должны быстро реагировать на перерывы при коротком замыкании и восстанавливать горение дуги. Для сварочных генераторов Государственным стандартом СССР установлен динамический показатель времени восстановления напряжения от нуЛя до рабочего (восстановления дуги) не более 0,3 с.  [c.44]

Источники питания дуги, применяемые при ПМО, характеризуются следующими основными параметрами 1) внешней статической характеристикой, т. е. зависимостью изменения напряжения от тока дуги 2) диапазоном рабочих токов 3) напряжением холостого хода, т. е. напряжением на зажимах выпрямителя при отсутствии нагрузки 4) условным рабочим напряжением, т. е. напряжением на выходе выпрямителя при номинальном токе 5) коэффициентом полезного действия. Рассмотрим некоторые из этих характеристик применительно к источникам питания дуги при ПМО.  [c.18]

Для устойчивого горения таких дуг внешние статические характеристики (ВСХ) источников питания должны быть падающими. Форма кривой ВСХ должна обеспечивать эластичность дуги, т. е. способность ее растягиваться и сжиматься. Эластичность дуги при прочих равных условиях зависит от крутизны падения ВСХ источника питания. При ПМО возможны существенные колебания длины дуги вследствие биения заготовок. Поэтому источники питания для установок ПМО должны обладать крутопадающими ВСХ. Только при этом условии изменение длины дуги сравнительно мало меняет величину тока, а следовательно, и условия на пятне нагрева заготовки.  [c.18]

На фиг. 106 показаны две характеристики дуги длиной 1 п /3 и внешние характеристики источника питания (1, 2, 3 и 4), имеющие различный наклон к оси I. При заданном режиме и характеристике 1 источника питания удлинение дуги с 1 до к связано с уменьшением тока с /1 до При этом скорость плавления электрода уменьшается и дуга восстанавливает свою первоначальную длину.  [c.443]

Различные по назначению источники питания дуги обычно имеют различные внешние характеристики. Так, внешние характеристики генераторов и трансформаторов для ручной сварки должны быть падающими или еще лучше крутопадающими. При таких характеристиках ток короткого замыкания лишь незначительно превышает рабочий ток, а изменения длины дуги не вызывают больших изменений силы тока. Это способствует нормальной работе источника питания (без перегрева) и хорошему формированию сварных швов. Генераторы и трансформаторы для автоматической сварки чаще имеют пологие или даже жесткие характеристики, при которых напряжение на зажимах мало зависит от величины тока. Такие характеристики улучшают устойчивость процесса автоматической сварки на уста-  [c.18]

Сварочные выпрямители типа ВСУ и ВДУ являются универсальными источниками питания дуги. Они предназначены для питания дуги при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом, в защитных газах, порошковой проволокой, а также при ручной сварке. Выпрямители ВСУ, кроме обычных—блока трехфазного понижающего трансформатора и выпрямительного блока, имеют дроссель насыщения с четырьмя обмотками. Переключением этих обмоток можно получать жесткую, пологопадающую и крутопадающую внешние характеристики. Выпрямители ВДУ основаны на использовании в выпрямляющих силовых обмотках управляемых вентилей —тиристоров. Схема управления тиристорами позволяет получать необ-.ходимый для сварки вид внешней характеристики, обеспечивает широкий диапазон регулирования сварочного тока и стабилизацию режи.ма сварки при колебаниях напряжения питающей сети.  [c.32]

Саморегулирование осуществляется следующим образом. Если в процессе сварки длина дуги уменьшится (например, из-за неровностей на поверхности свариваемых кромок), то напряжение на дуге понизится. Так как внешняя характеристика источника питания дуги падающая, то уменьшение напряжения приведет к возрастанию сварочного тока и тем самым к увеличению скорости плавления электродной проволоки (ско-  [c.66]

Особенности дуги в защитных газах сильно влияют на процесс сварки и наплавки проволокой диаметром менее 1,6 мм (наплавка на малых токах). Поэтому при наплавке проволокой диаметром менее 1,6 мм необходимо применять источники питания дуги постоянного тока с жесткой или возрастающей в рабочей части внешней характеристикой (фиг. 100).  [c.203]

Внешние статические вольт-амперные характеристики источника питания дуги. Внешней вольт-амперной характеристикой источника питания дуги называется зависимость напряжения на зажимах источника от величины сварочного тока (рис., 125).  [c.176]

Для питания дуги с жёсткой характеристикой применяют источники питания с падающей или пологопадающей внешней характеристикой (ручная дуговая сварка покрытыми электродами, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах неплавящимся электродом). Режим горения дуги определяется точкой пересечения характеристик дуги 6 и источника тока I (рис. 1, б). Точка С соответствует режиму устойчивого горения дуги, точкам — режиму холостого хода в работе источника питания в период, когда дуга не горит и сварочная цепь разомкнута. Режим холостого хода характеризуется повышенным напряжением. Точка В соответствует режиму короткого замыкания при зажигании дуги и её замыкании каплями жидкого электродного металла. Короткое замыкание характеризуется низким напряжением, стремящимся к нулю, и повышенным, но ограниченным током.  [c.19]

Устойчивость системы источник питания — дуга определяют внешней характеристикой источника, представляющей собой зависимость изменения напряже ния источника (кривая 1, рис. 2.5) от сварочного тока.  [c.29]

Система источник питания — дуга должна находиться в установившемся состоянии, которое определяется точками Ах и А2. Пересечение внешней характеристики источника с осью ординат определяет напряжение холостого хода источника а с осью абсцисс — силу тока короткого замыкания 1 .  [c.29]

Фактически величины dL ldI и dUJdl — динамические сопротивления сварочной дуги и источника питания при данной величине тока дуги /д у. Коэффициент — динамическое сопротивление всей энергетической системы источник питания — сварочная дуга в данном режиме работы. Таким образом, устойчивое горение дуги определяется только общим динамическим сопротивлением системы источник питания — дуга. Если оно положительно — режим устойчив. При нормальных сварочных режимах (сила тока дуги 100—800 А) dUp /dl 0. Это свойственно источникам с падающей внешней характеристикой (рис. 71, б), жесткой или даже возрастающей, но при условии, что dUJdl [c.126]

Мокрая механизированная сварка. Пост механизированной сварки под водой состоит из источника питания дуги, полуавтомата, сварочных кабелей и кабеля цепи управления. Для механизированной сварки, в отличие от ручной, применяют источники питания с жесткой внешней вольт-амперной характеристикой типов ВДУ-501, ВДУ-502, ВДУ-503, ВДУ-504, ВДУ-505, ВДУ-601, ВДУ-602, ВС-500, ВС-600 и преобразователь АСУМ-400. Для сварки на глубине до 20 м возможно использование преобразователей ПСГ-500 и ПСУ-500. Механизированная сварка выполняется на обратной полярности (плюс на электроде).  [c.390]

Резка металлов непосредственно в воде. Основным способом подводной резки является электрокислородная резка металлическим трубчатым электродом. В состав поста для электрокислородной резки входят электродо-держатель ЭВД-86-1 или ОБ 2667, конструкции ИЭС им. Е. О. Патона кислородный шланг комплект сварочных кабелей кислородный баллон с редуктором однополюсный рубильник, рассчитанный на силу тока 400 А источник питания дуги с падающей внешней вольт-амперной характеристикой, обеспечивающей силу тока 400 А.  [c.391]

Сварочные трансформаторы. Источниками питания дуги переменного тока в основном являются сварочные трансформаторы, преобразующие электрический ток одного напряжения в электрический ток другого напряжения. Сварочные трансформаторы представляют собой регулируемое индуктивное сопротивление, необходимое для получения требуемой внешней характеристики, т. е. устойчивого горения сварочной дуги.  [c.52]

Выводы. Разработанный источник питания дуги на тиристорах имеет крутопадающую внешнюю характеристику, достаточное быстродействие в переходных режимах и надс кную защиту от сверхтоков.  [c.40]

Выводы, полученные в главе I при рассмотрении формы вольтам нерных характеристик дуги постоянного тока и их связи с внешними характеристиками источников питания с точки зрения устойчивости горения дуги, распространяются также и на дугу переменного тока. Однако физические явления в дуге переменного тока значительно отличаются от физических явлений в дуге постоянного тока, и в связи с этим к источникам питания дуги переменного тока предъявляются некоторые специфические требования.  [c.59]

Вторая группа сварочных выпрямителей с падающей внешней характеристикой предназначена для питания дуги, горящей в среде защитных газов. К ним в основном относятся источники пи+ания малоамперной дуги, горящей в аргоне.  [c.74]

Ток короткого замыкания. В процессе ручной сварки покрытыми электродами источник питания очень часто оказывается в режиме кероткого замыкания. Такое состояние возникает всегда в момент зажиганкя дуги (касание электродов основного металла) и может возникать в процессе горения дуги при переносе расплавленного электродного металла через дуговой промежуток в сварочную ванну. При крутопадающей внешней характеристике однопостового источника питания ток короткого замыкания не достигает больших значений Это делает возможным нормальную работу источника питания при частых коротких замыканиях.  [c.25]

Внешняя харахтеристика является постоянной только для данной настройки источника питания дуги. При регулировании силы сварочного тока или напряжения холостого хода вид внешней характеристики изменяется.  [c.18]

Аргонодуговая сварка неплавящимся или плавящимся электродом производится на постоянном и переменном токе. Установка для ручной сварки постоянным током (рис. 69,а — неплавящимся электродом, б — плавящейся электродной проволокой) состоит из сварочного генератора постоянного тока (или сварочного выпрямителя) /, балластного реостата 2,. газоэлектрической горелки 3, баллона с газом, редуктора и контрольных приборов (амперметра, вольтметра и расходомера газа). Источником питания дуги служат сварочные генераторы постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой ГСГ-350 или ГСГ-500-2. Балластный реостат РБ-300 или РБ-200 включается в сварочную цепь для регулирования и получения малых значений сварочного тока и повышения устойчивости горения дуги. Газоэлектрические горелки бывают различной конструкции. Наибольшее применение получила горелка типа ЭЗР конструкции ВНИИавтогенмаша. Кироваканский завод автогенного машиностроения выпускает горелки ЭЗР-3-66 для сварки токами до 150 А, ЭЗР-4-68 — для токов до 500 А и ЭЗР-5-71—для токов до 80 А.  [c.81]

У источников питания дуги с круто-подающей внешней характеристикой изменение длины дуги вызывает незначительное изменение тока наплавки (отрезок А, фиг. 100, б). При жесткой или возрастающей характеристике изменение тока наплавки (отрезки В и С на фиг. 100, в) гораздо значительнее. Следовательно, при питании дуги в среде защитных газов от источника постоянного тока с жесткой или возрастающей внешней характеристикой интенсивность системы саморегулирования значительно выше, чем при питании от источника тока с крутоподающей характеристикой. Устойчивость процесса  [c.203]

Вспомогательный источник питания обеспечивает быстрое возбуждение сварочной дуги током не более 3 % установленного значения сварочного тока для данного технологического режима уменьшение пульсаций напряжения дуги при малых значениях сварочного тока быстрое затухание автоколебательного процесса при возникновении возмущений напряжение хатостого хода при сварке в среде гелия — 200 В, в среде аргона 100 В формирование внешней характеристики основного источника питания ОИП при изменении сварочного тока.  [c.100]

Источники питания дуги могут иметь следуюище виды внешних характеристик  [c.176]

Лвюматические юловки и сварочные тракторы изготовляют двух основных типов с постоянной скоростью подачи сварочной проволоки в процессе ее плавления и с переменной скоростью подачи. Первый тип головки (автомата) предложен в СССР инженером В. И. Дятловым в 1942 г. Автоматы с постоянной скоростью подачи проволоки просты по конструкции и управлению они устойчиво работают за счет саморегулирования дуги. Скорость саморегулирования дуги на автоматах (и в шланговых полуавтоматах) зависит от вида внешней вольтамперной характеристики источника питания дуги, от диаметра сварочной проволоки и других условий. Автоматы и шланговые полуавтоматы, рабо-  [c.249]

Автоматические головки и сварочные тракторы изготовляют двух основных типов с постоянной скордСтью подачи, сварочной проволоки в процессе ее плавления и с переменной скоростью полачи. Первый тип головки (автомата) предложен в СССР инженером В. И. Дятловым в 1942 г. Автоматы с постоянной скоростью подачи прюволоки просты по конструкции и управлению они устойчиво работают за счет саморегулирования дуги. Процесс саморегулирования дуги состоит в том, что при случайном уменьшении длины дуги ее напряжение падает, а ток в дуге возрастает увеличение тока ускоряет плавление конца проволоки и длина дуги восстанавливается до первоначальной отрегулированной величины при случайном удлинении дуги процесс ее саморегулирования протекает в обратном порядке. Скорость саморегулирования дуги на автоматах (и в шланговых полуавтоматах) зависит от вида внешней вольтамперной характеристики источника питания дуги, от диаметра сварочной проволоки и других условий. Автоматы и шланговые полуавтоматы, работающие с постоянной скоростью подачи проволоки в зону дуги, широко распространены как в нашей стране, так и за р ежом.  [c.203]

Технические характеристики источников питания

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Основными техническими харак­теристиками источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода и номинальная сила сварочного тока. Источники для ручной сварки изготавливают на токи 125 … 500, для механизированной — 315 … 1000. для автоматической — 500…2000 А. Многопо­стовые источники имеют номинальную силу тока 1000 … 5000 А. Важным параметром явля­ется номинальное напряжение. Например, однопостовые источники с падающей внешней характеристикой. предназначенные для ручной сварки, имеют номинальное напряжение 25 … 40 В. В технической документации указаны пределы регулирования силы тока и соответ­ствующие ему пределы регулирования рабочего напряжения. Например, выпрямитель для ручной сварки с номинальной силой тока 315 А и напряжение 22 … 36 В. Задается также на­пряжение холостого хода, для источников с падающей характеристикой оно составляет 60 … 90 В.

Источники питания работают в одном из спедующих режимов: перемежающемся, по­вторно-кратковременном и продолжительном. В перемежающемся режиме работа под на­грузкой в течение времени t, чередуются с холостым ходом в течении времени t„ когда ис­точник не отключается от сети. Такой режим характеризуется относительной продолжитель­ностью нагрузки ПН = i*/(tH + t*) • 100%. Источники для сварки имеют номинальную ПН. рав­ную 60% .В повторно-кратковременном режиме работа под нагрузкой чередуется с перио­дическими отклонениями источника от сети на время to-Такой режим характеризуется отно­сительной продолжительностью выключения ПВ = tM/(t„ + to) • 100%. В продолжительном режиме источник питания непрерывно работает под нагрузкой.

Кроме вышеперечисленных параметров в технической документации указываются на­пряжение питающей сети, номинальная мощность, коэффициент полезного действия, раз­меры и масса источников питания.

Основное условие поддержания заданной длины дуги при сварке в защитных газах MIG/MAG

Для того чтобы процесс сварки в защитных газах протекал устойчиво, необходимо, чтобы длина дуги поддерживалась в заданных пределах Это достигается при усло­вии. если скорость оплавления торца Электродной проволоки (Уолл) равняется скорости ее подачи (Vnnp)

Взаимосвязь между скоростью подачи электродной проволоки Vnnp, скоростью оплавления электродной проволоки Vonfl и длиной дуги

Жёсткая внешняя Вольт-амперная характеристика источника питания

Основная особенность жёсткой ВВАХ — небольшие изменения напряжения (длины) ду ги вызывают существенные изменения тока сварки.

Крутопадающая Внешняя Вольт-амперная Характеристика источника питания

Основная особенность крутопадающей ВВАХ — большие изменения напряжения (дли­ны) дуги не вызывают существенных изменений тока сварки.

Автоматическое восстановление заданной длины дуги после её удлинения (преднамеренного или случайного)

В результате преднамеренного или случайного удлинения дуги возрастает её электри­ческое сопротивление, и, как следствие этого, увеличивается напряжение дуги. Это вызыва­ет перемещение рабочей точки из положения 1 в положение 2. в котором ток сварки мень­ше. Скорость оплавления торца электродной проволоки снижается, что приводит к наруше­нию равновесия между этой скоростью и скоростью подачи электродной проволоки. Вслед­ствие этого, торец электрода начинает перемещаться в направление сварочной ванны, со­кращая дуговой промежуток и восстанавливая первоначальную (заданную) длину дуги. При этом сопротивление дуги снижается, и, как следствие, происходит уменьшение напряжения дуги. В результате, рабочая точка перемещается в положение 3, где ток сварки по значению близок току сварки в точке 1. В рабочей точке 3 устанавливается новое равновесие между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью её оплавления. При этом ток сварки остаётся немного меньшим, по сравнению с точкой 3, так как дополнительный подогрев про­волоки при удлинённом вылете электрода приводит к увеличению скорости её оплавления. Автоматическое восстановление заданной длины дуги после её сокращения (преднамеренного или случайного)

Автоматическое восстановление заданной длины дуги после уменьшения скорости подачи электродной проволоки (преднамеренного или случайного)

Уменьшение (преднамеренное) тока сварки

Автоматическое восстановление равновесия между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью её оплавления после преднамеренного снижения напряжения дуги

Гибкие автоматизированные сварочные производства (ГАСП)

Гибкие производственные системы для сборочно-сварочных работ должны обеспечи­вать автоматизацию следующих операций: 1. Сборка под сварку. 2. Загрузочно-разгрузочные работы. 3. Складирование заготовок и сваренных конструкций. 4. Складирование и замена оснастки. 5. …

Пути повышения технологичности сварных конструкций под роботизированную сварку

1. Изменение сварной конструкции и технологии ее изготовления при заданном типе сва­рочного робота. 2. Выбор другого сварочного робота либо оснащение его дополнительными технологиче­скими средствами. 3. Одновременная доработка конструкции, технологии и …

Особенности роботизированной технологии сварки

Эффективность применения роботизированной сварки зависит от технологичности свариваемой конструкции. Разработана специальная методика оценки технологичности, ко­торая позволяет: 1. Выбирать сварные конструкции (СК), как объект роботизированной сварки, из числа пред­варительного отбора сварных …

статическая внешняя характеристика источника питания 

статическая внешняя характеристика источника питания

3.10 статическая внешняя характеристика источника питания: Соотношение между напряжением на зажимах при нагрузке и сварочным током источника питания.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

• Статическая балансировка
• Статическая вольт-амперная характеристика терморезистора

Смотреть что такое «статическая внешняя характеристика источника питания» в других словарях:

• жесткая внешняя характеристика источника питания — 3.9 жесткая внешняя характеристика источника питания: Внешняя статическая характеристика, которая в своем нормальном сварочном диапазоне является такой, что при увеличении тока нагрузки напряжение либо уменьшается менее чем на 7 В/100 А или… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• падающая внешняя характеристика источника питания — 3.8 падающая внешняя характеристика источника питания: Внешняя статическая характеристика, которая в своем нормальном сварочном диапазоне является такой, что при увеличении тока нагрузки напряжение уменьшается более чем на 7 В/100 А. Источник:… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• статическая — 3.7 статическая нагрузка: Внешнее воздействие, которое не вызывает ускорений деформируемых масс и сил инерции. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004: Источники питания для дуговой сварки. Требования безопасности — Терминология ГОСТ Р МЭК 60974 1 2004: Источники питания для дуговой сварки. Требования безопасности оригинал документа: 3.7 внешний осмотр: Внешний осмотр на наличие явных отклонений от технической документации с учетом требований… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• система — 4.48 система (system): Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. Примечание 1 Система может рассматриваться как продукт или предоставляемые им услуги. Примечание 2 На практике… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 25066-91: Индикаторы знакосинтезирующие. Термины, определения и буквенные обозначения — Терминология ГОСТ 25066 91: Индикаторы знакосинтезирующие. Термины, определения и буквенные обозначения оригинал документа: 35 (зна косинтезирующий) индикатор со встроенным управлением: Знакосинтезирующий индикатор, конструктивно выполненный с… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Как спроектировать схему электроснабжения

Roadrunner имеет очень низкие требования к питанию, поэтому можно использовать даже небольшой импульсный источник питания. В любом случае, в реальной плате, включающей эту SOM, требования к питанию зависят от других устройств, установленных на и от доступного основного питания. Эта статья описывает различные реальные примеры проектирования печатных плат и схем.

Введение

Давайте представим некоторые замечания, которые должны быть применены к каждой цепи, общие для всех проектов, описанных ниже.

Как объяснено в техническом описании SAMA5D2 Series Таблица 66-3: Характеристики постоянного тока , различные источники питания, необходимые для работы MCU, могут допускать уровень пульсаций в пределах характеристик многих фактических переключающих регуляторов. Этот вид регуляторов сейчас дешев, требует ограниченного количества внешних компонентов, имеет высокую эффективность и низкую пульсацию. Поэтому, за исключением некоторых очень специфических ситуаций, они более целесообразны, чем классические линейные регуляторы, которые тратят много энергии.

Расчет правильных значений для компенсационных сетевых и фильтрующих устройств — задача не из легких, но многие производители публикуют средства проектирования, которые значительно упрощают выбор внешних компонентов в каждом конкретном приложении. Одним из примеров является Texas Instruments WEBENCH® Power Designer. Эти инструменты возвращают даже подробную спецификацию схемы со ссылками на набор предлагаемых поставщиков. Качество компонентов может сильно влиять на работу регулятора переключения. Несмотря на преимущества керамических конденсаторов, в процессе проектирования необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить стабильную работу во всем рабочем диапазоне напряжений и температур.Керамические конденсаторы доступны во множестве диэлектриков, каждый из которых обладает различными характеристиками, которые могут значительно повлиять на производительность в их диапазонах температуры и напряжения. Двумя наиболее распространенными диэлектриками являются Y5V и X5R. Принимая во внимание, что диэлектрики Y5V являются недорогими и могут обеспечить высокую емкость в небольших упаковках, их емкость сильно варьируется в зависимости от их диапазонов напряжения и температуры и не рекомендуется для применений постоянного / постоянного тока. Диэлектрики X5R и X7R больше подходят для применений выходных конденсаторов, поскольку их характеристики более стабильны в рабочих диапазонах и настоятельно рекомендуются.Индуктор должен иметь низкое сопротивление постоянному току и номинальные значения постоянного тока, которые превышают максимальный выходной ток как минимум на 30%, чтобы избежать насыщения индуктивности. Правильный выбор правильных значений для конденсаторов и катушек индуктивности делает схему более стабильной, но хорошая конструкция печатной платы по-прежнему необходима, чтобы избежать сильных пульсаций или даже автоколебаний.

Более

пульсации чувствительных источников питания MCU (например .: аналогового напряжение опорного) может быть лучше защищены путем добавления PI фильтра.

Только в том случае, когда необходима очень высокая помехоустойчивость, например, при преобразовании аналоговых сигналов очень низкого уровня, может потребоваться каскадный регулятор LDO для фильтрации всей пульсации.

Чтобы быть уверенным в том, что весь комплект периферийного устройства SAM5D27 MCU может работать правильно, лучше снабдить MCU источником питания не менее 3 В, даже если некоторые детали работают и при более низком напряжении. Но нестабильный источник питания, который изменяется во время включения или выключается во время отключения питания, может привести к непредсказуемому поведению всей системы. Многие другие устройства, подключенные к MCU, также могут сходить с ума в таких условиях. Для предотвращения подобных проблем в Roadrunner SOM реализован диспетчер электропитания.Простой 3-контактный детектор напряжения питания MICRO POWER APX809-31SAG-7 подает сигнал сброса всякий раз, когда напряжение питания VCC падает ниже 3,08 В, сохраняя его в течение не менее 240 мс после того, как VCC поднялся выше этого порога сброса. Этот управляющий сигнал напрямую подключен к выводу NRST MCU и также доступен на выводе J1-24 разъема SOM, чтобы также выполнить сброс чувствительных внешних устройств, таких как SD-карты.

Штырьки 3V3_OUT разъема обеспечивают питание 3V3_IN через Mosfet, управляемый MCU.Когда микроконтроллер выключается, можно отключить внешние устройства, такие как, например, Ethernet PHY, чтобы гарантировать отключение при нулевом токе.

---

Давайте теперь объясним некоторые реальные рабочие проекты, предназначенные для различных ситуаций.

Пример 1. Стандартный источник питания 5 В от разъема USB

Первый пример — наиболее распространенная ситуация: внешний источник питания 5 В, часто от USB-кабеля, подключенного к хост-устройству или к простому настенному адаптеру питания.Импульсный регулятор NCP1529 1A обладает достаточными возможностями для питания Roadrunner и некоторых других внешних устройств, небольшого количества внешних компонентов, небольшого размера, в том числе из-за частоты переключения 1,7 МГц, которая позволяет использовать небольшие индукторы и конденсаторы.

Внешний аккумулятор позволяет MCU работать в режиме резервного копирования. Он подключен к выводу Vbat разъема Roadrunner и включает раздел Vddbu на SAMA5D27. Лист данных Таблица 66-14: Типичное энергопотребление для резервного режима помогает рассчитать правильную емкость аккумулятора, необходимую для обеспечения требуемой автономной резервной копии без основного источника питания.

Если источник питания 5 В недостаточно надежен, лучше добавить устройства защиты и фильтрации.

Инверсия полярности защищена диодом Шоттки для минимизации падения напряжения по сравнению со стандартным диодом. Возможное перенапряжение, а также электростатический разряд отключаются ограничителями переходных напряжений вместе со сбрасываемым предохранителем. Если напряжение, постоянно или только в пике, превышает порог TVS, это начинает проводить; когда циркулирующий ток превышает 1 А, предохранитель размыкает цепь до тех пор, пока состояние не вернется к нормальным значениям.

Фильтр нижних частот, образованный синусоидальным дросселем и конденсаторами, блокирует как излучаемые, так и кондуктивные излучения.

Большая часть пульсации выходного напряжения обусловлена ​​паразитным сопротивлением LC-фильтра. Настоятельно рекомендуется использовать керамический конденсатор с очень низким ESR, а также индуктор с низким сопротивлением. Но также полное сопротивление дорожек печатной платы между этими компонентами и ИС должно быть максимально снижено, чтобы иметь как хорошую эффективность, так и низкую пульсацию.Как показано на примере маршрутизации печатной платы ниже, эти компоненты должны быть расположены как можно ближе к площадкам ИС и соединены друг с другом с помощью многоугольников. Пути заземления должны поддерживаться на минимально возможном импедансе, используя достаточное количество переходных отверстий для соединения верхней и внутренней заземляющих плоскостей. Регулятор переключается на высокой частоте с острыми краями и большим количеством энергии. Это вызывает широкий спектр частот, что вынуждает проектировать печатную плату с концепцией, подобной радиочастотной схеме.Еще раз достаточное количество переходов важно закорочить верхний грунт до нижнего грунта, чтобы уменьшить путь возврата и уменьшить излучаемые выбросы. Даже если хорошая конструкция может гарантировать подходящую плоскость заземления, расположенную непосредственно под верхним слоем, также с двухслойной печатной платой, 4-уровневый или многоуровневый стек очень помогает при наличии источника питания с почти идеальными характеристиками и соответствием ограничениям ЭМС.

---

Пример 2. Раздельный источник питания для устройств с большой нагрузкой на одной плате.

Одно или несколько энергосберегающих устройств могут работать на одной плате MCU. Примером является высокоскоростной модем связи. Как указано в типовой спецификации HSPA + Mini PCIe Module, в некоторых специфических условиях пиковый ток может достигать очень высокого уровня, даже если только на короткий период. Если источник питания не обладает хорошими характеристиками переходного процесса, это может вызвать падение напряжения с непредсказуемым поведением.

Чтобы иметь хороший переходный отклик, нам нужен источник питания с достаточной емкостью для хранения энергии, необходимой во время пиков, и полное сопротивление печатной платы должно быть очень низким.По возможности лучше использовать источник питания для этой секции, отделенный от блока MCU. Это позволяет использовать две различные конструкции блоков питания, каждая из которых предназначена для собственного применения и физически размещена ближе к утилизатору, снижая возможные помехи между ними. Кроме того, таким образом, MCU может управлять этим отдельным доменом питания, включая его только при необходимости.

В этом случае используется понижающий преобразователь AP65550. В дополнение к его способности 5А он может питаться до 18 В, что позволяет проектировать источник питания с более широким диапазоном входного напряжения, чем NCP1529.Недостаток заключается в большей занимаемой площади из-за более низкой рабочей частоты, которая требует более щедрых катушек индуктивности и конденсаторов.

Схема и схема печатной платы показывают, сколько конденсаторов распределено по цепи. Большинство из них расположены очень близко к входным контактам питания модема PCIe, чтобы минимизировать сопротивление дорожек. Конденсаторы 1000 мкФ обеспечивают запас энергии для реагирования на переходные процессы. Конденсаторы 100 нФ отфильтровывают высокие частоты, а конденсаторы 33 пФ отфильтровывают очень высокие частоты, генерируемые этим устройством связи.

На рисунке ниже показана дорожка измерения напряжения, проложенная на внутреннем слое. Это обратная связь, которая позволяет регулятору поддерживать правильное напряжение. Улавливание выходного напряжения в непосредственной близости от опытного пользователя гарантирует лучшую регулировку, компенсирующую падение напряжения из-за сопротивления дорожки на печатной плате между регулятором и нагрузкой.

Очень часто регуляторы имеют большую открытую прокладку в нижней части упаковки.Это важно для обеспечения хорошего контакта с заземляющей плоскостью как с электрической, так и с тепловой точки зрения. Настоятельно рекомендуется хорошее количество переходных отверстий, чтобы обеспечить хорошее рассеивание тепла на нижних слоях.

---

Пример 3: вход 12 В с дополнительным выходом 5 В для включения внешних USB-устройств

В этом примере регулятор AP65550 используется для создания источника питания 5 В, если на плате установлен хост-интерфейс USB, который включает внешние устройства.Основное напряжение может составлять до 18 В, и MCU может питаться немного NCP1529 от 5 В, как это сделано в примере 1.

Необходимо обеспечить защиту от помех внешних устройств и перегрузки по току между источником питания и хост-разъемом USB типа A.

---

Пример 4: вход 24 В с несколькими внешними источниками питания

В промышленной среде часто используется основной источник питания 24 В, чтобы уменьшить требования к току и, следовательно, размер проводов.Предыдущие регуляторы нельзя использовать из-за их пределов напряжения. Вот пример с входом TPS54231 28 В, понижающим DC-DC преобразователем. Многократное выходное напряжение требуется проектом для включения внешних устройств. Поскольку эти источники питания связаны с внешним миром, внутренние компоненты должны быть хорошо защищены от обратного напряжения и электромагнитных помех с помощью диодов и LC-фильтров. Входной источник также защищен цепью, аналогичной той, которая описана в примере 1. Еще раз MCU 3.Источник питания 3 В поставляется от крошечного NCP1529, который питается от внутреннего 5 В.

TPS54231 работает на частоте 500 кГц, поэтому для него требуется довольно большой индуктор и внешний диод. Это увеличивает нагрузку на печатную плату, но регулятор очень стабилен и имеет низкую пульсацию. Путь для переключения тока локализован между регулятором, LC-фильтром и улавливающим диодом. Все эти компоненты PCB дизайн требует внимания для сопротивления дорожки и плоскости заземления уже описаны.Отметьте на этом рисунке количество больших переходных отверстий, размещенных для защиты области регуляторов вокруг и ниже непрерывными заземляющими плоскостями.

---

Пример 5: очень низкая мощность с возможностями сбора энергии

Некоторые идеи по поводу энергопотребления системы с очень низким энергопотреблением можно найти в другой статье, посвященной долговечному батарейному решению

.

Здесь используется очень низкий ток покоя, выбираемый программно Vout, понижающий преобразователь для приложений с низким энергопотреблением TPS62740

Ссылки по теме

Гвидо Оттавиани
Разработчик оборудования, разработчик прошивки, технический писатель и специалист по робототехнике

Продукты

Roadrunner

,

Что такое блок питания?

Обновлено: 10/07/2019 от Computer Hope

Сокращенный как PS или P / S , блок питания или блок питания (блок питания ) является аппаратным компонентом компьютера, который обеспечивает питание всех других компонентов. Блок питания преобразует переменный ток 110-115 или 220-230 В (переменный ток) в постоянный низковольтный постоянный ток (постоянный ток), используемый компьютером и рассчитываемый по количеству ватт, которые он генерирует.На изображении показан Antec True 330, блок питания 330 Вт.

предосторожность

Никогда не открывайте корпус блока питания. Он содержит конденсаторы, способные удерживать сильный электрический заряд, даже если компьютер выключен и отсоединен от сети в течение длительного периода времени.

Наконечник

Вы можете защитить свой блок питания и компьютер от скачков и падений напряжения, инвестируя в ИБП (источник бесперебойного питания). Если вы не можете позволить себе ИБП, убедитесь, что компьютер хотя бы подключен к сетевому фильтру.

Где находится блок питания в компьютере?

Блок питания расположен на задней панели компьютера, обычно сверху. Тем не менее, во многих современных корпусах башенных компьютеров в нижней части корпуса находится блок питания. В корпусе настольного компьютера (все в одном) блок питания расположен сзади слева или сзади справа.

Детали, найденные на задней панели блока питания

Ниже приведен список деталей, которые вы можете найти на задней панели блока питания.

• Подключение кабеля питания к компьютеру.
• Вентилятор открывается, чтобы нагреться из источника питания.
• Красный выключатель для изменения напряжения питания.
• Кулисный переключатель для включения и выключения блока питания.

На передней панели блока питания, который не виден, если компьютер не открыт, вы найдете несколько кабелей. Эти кабели подключаются к материнской плате компьютера и другим внутренним компонентам. Блок питания подключается к материнской плате с помощью разъема в стиле ATX и может иметь один или несколько из следующих кабелей для подключения питания к другим устройствам.

запасных частей внутри блока питания

Ниже приведен список деталей внутри блока питания.

• Выпрямитель, преобразующий переменный ток (переменный ток) в постоянный.
• Фильтр, сглаживающий постоянный ток (постоянный ток), поступающий от выпрямителя.
• Трансформатор, который контролирует входящее напряжение, повышая или понижая его.
• Регулятор напряжения, который управляет выходом постоянного тока, обеспечивая правильное количество энергии, вольт или ватт, для подачи на компьютерное оборудование.

Порядок работы этих внутренних компонентов источника питания следующий.

1. Трансформатор
2. Выпрямитель
3. Фильтр
4. Регулятор напряжения

Какие элементы питаются от блока питания компьютера?

Все содержимое корпуса компьютера питается от источника питания. Например, материнская плата, ОЗУ, ЦП, жесткий диск, дисководы и большинство видеокарт (если они установлены на компьютере) питаются от источника питания.Любые другие внешние устройства и периферийные устройства, такие как монитор компьютера и принтер, имеют источник питания или подают питание через кабель передачи данных, как некоторые USB-устройства.

Вентилятор всегда работает от источника питания?

Когда компьютер работает от вентиляторов, источник питания должен всегда работать. Если вентилятор не работает (вращается), либо компьютер не работает, либо вентилятор в блоке питания вышел из строя, и блок питания следует заменить.

Заметка

Некоторые блоки питания имеют регулируемые элементы управления, которые могут увеличивать или уменьшать скорость вентилятора в зависимости от его температуры.Тем не менее, он всегда должен вращаться.

Адаптер переменного тока, Компьютерные сокращения, Термины аппаратного обеспечения, Питание, Шнур питания, Выключатель питания, Термины питания, Резервный источник питания, SMPS

,

Характеристика генераторов постоянного тока — отдельного возбуждения и составного генератора

Характеристика — это график между двумя зависимыми величинами. Он показывает характеристику устойчивого состояния генераторов постоянного тока. Характеристика генераторов постоянного тока объясняет связь между нагрузками, возбуждением и напряжением на клеммах через график. Ниже приведены три важных характеристики генератора постоянного тока.

Характеристика намагничивания

Эта характеристика дает изменение генерирующего напряжения или напряжения без нагрузки с током поля с постоянной скоростью.Это также называется характеристикой холостого хода или разомкнутой цепи.

Внутренняя характеристика

Внутренняя характеристика генератора постоянного тока строит кривую между генерируемым напряжением и током нагрузки.

Внешние характеристики или характеристики нагрузки

Внешние характеристики или характеристики нагрузки дают соотношение между напряжением на клеммах и током нагрузки с постоянной скоростью.

Содержание:

Характеристика отдельно возбужденного генератора постоянного тока

В генераторе постоянного тока с отдельным возбуждением к обмотке возбуждения подключен отдельный источник питания постоянного тока.Этим источником может быть батарея, диодный выпрямитель, другой генератор постоянного тока или управляемый выпрямитель. Принципиальная схема отдельно возбужденного генератора постоянного тока в нагруженном состоянии показана ниже.

— Схема модели генератора с раздельным возбуждением

Пусть генератор приводится в движение с постоянной скоростью первичным двигателем. Возбуждение поля (If) регулируется, чтобы дать номинальное напряжение без нагрузки. На протяжении всей операции это значение напряжения поддерживается постоянным.

лет,

• R _fw — сопротивление обмотки возбуждения
• R _fc — сопротивление полевого реостата для управления током поля.
• R _a — общее сопротивление цепи якоря, включая сопротивление контакта щетки.
• R _L — сопротивление нагрузки.
• I _L — ток нагрузки
• E _a — внутреннее генерируемое напряжение
• В — напряжение на клеммах
• I _a — ток якоря

Различные уравнения для отдельно возбужденного генератора постоянного тока:

Если бы не было никакой реакции якоря, генерируемое напряжение V ₀ было бы постоянным, как показано прямой линией (красного цвета) на рисунке ниже.

Характеристики клемм

отдельно возбуждаемого генератора постоянного тока

Падение напряжения ΔV _AR вызвано реакцией якоря. Внутренняя характеристика (E _a ~ I _L ) также показана на рисунке выше, представленном синей цветной линией. На сопротивлении якоря Ra наблюдается падение напряжения IaRa. Генератор, внешняя характеристика (V ~ I _L ) также показана розовой цветной линией.

Точка P называется рабочей точкой , которая является пересечением между генератором, внешней характеристикой и характеристикой нагрузки, определяемой соотношением V = I _L R _L .Эта точка P дает рабочие значения напряжения на клеммах и тока нагрузки.

Наращивание напряжения в генераторе с самостоятельным возбуждением или шунтирующем генераторе постоянного тока

Генератор с самовозбуждением также известен как генератор постоянного тока, так как обмотка возбуждения подключена параллельно с якорем. Таким образом, напряжение якоря обеспечивает ток поля. Этот тип генератора обеспечивает свое собственное возбуждение поля.

Эквивалентная схема шунтирующего генератора постоянного тока показана на рисунке ниже.

Эквивалентная схема шунтирующего генератора постоянного тока

Учитывая приведенный выше рисунок, давайте предположим, что генератор работает без нагрузки, и первичный двигатель приводит в движение якорь с определенной скоростью. Этот генератор создаст желаемое напряжение на клеммах. Остаточный поток, присутствующий в полюсах поля генератора постоянного тока, ответственен за повышение напряжения. Малое напряжение уха генерируется и определяется уравнением, показанным ниже.

Это напряжение порядка 1-2 вольт.Это напряжение вызывает ток If, чтобы течь в обмотке возбуждения генератора. Ток поля задается уравнением.

Поток увеличивается магнитной силой, создаваемой током поля. В результате этого генерируемое напряжение Ea увеличивается. Это увеличенное напряжение якоря увеличивает напряжение на клеммах. С увеличением напряжения на клеммах ток поля If еще больше увеличивается. Это, в свою очередь, увеличивает магнитный поток, и, следовательно, напряжение якоря еще больше увеличивается, и процесс наращивания напряжения продолжается.

Кривая накопления напряжения шунтирующего генератора постоянного тока показана ниже.

Наращивание напряжения генератора постоянного тока

Генератор не работает в процессе нарастания напряжения, поэтому следующие уравнения, приведенные ниже, дают установившуюся работу.

Поскольку ток возбуждения Если в шунтирующем генераторе очень мало, падением напряжения I _f R _a можно пренебречь. Таким образом, уравнение (1) становится

Прямая линия, заданная V = I _f R _f , показанная на рисунке выше, называется линией сопротивления поля .

Накопление напряжения в шунтирующем генераторе постоянного тока для различных сопротивлений цепи показано ниже.

Влияние сопротивления поля на напряжение холостого хода

Уменьшение сопротивления цепи поля уменьшает наклон линии сопротивления поля, что приводит к повышению напряжения. Увеличение сопротивления полевой цепи увеличивает наклон линии полевого сопротивления, что приводит к снижению напряжения. Если сопротивление цепи поля увеличивается до критического сопротивления поля (R _C ), линия сопротивления поля становится касательной к начальной части кривой намагничивания.

Если значение сопротивления поля выше, чем критическое сопротивление значения поля, генератор не может возбудить. Кривая, показанная ниже, показывает изменение напряжения холостого хода при фиксированном сопротивлении поля и переменной скорости якоря.

Изменение напряжения холостого хода со скоростью

Кривая намагничивания зависит от скорости, и ее ординаты для любого тока поля пропорциональны скорости генератора. Если сопротивление поля остается постоянным, а id скорости уменьшается, все точки на кривой намагничивания понижаются.На определенной скорости, называемой критической скоростью , линия сопротивления поля становится касательной к кривой намагничивания. Ниже критической скорости напряжение не будет накапливаться.

Следующее

.Характеристика солнечной батареи

IV и кривые солнечной энергии IV Характеристика солнечной батареи 900 IV и кривые солнечной энергии IV Статья Обучающие программы по альтернативной энергии 15/10/2013 01/06/2020 Обучающие программы по альтернативной энергии

Пожалуйста, поделитесь / добавьте в закладки:

Солнечная батарея

Характеристика IV и кривая IV солнечного элемента

Кривые характеристики IV солнечного элемента показывают характеристики тока и напряжения (IV) конкретного фотоэлектрического (фотоэлектрического) элемента, модуля или матрицы, давая подробное описание их способности к преобразованию солнечной энергии и эффективность.Знание электрических ВАХ (более важно, P _макс. ) солнечного элемента или панели имеет решающее значение для определения выходных характеристик устройства и солнечной эффективности.

Фотоэлектрические солнечные элементы преобразуют лучистый свет солнца непосредственно в электричество. В связи с растущим спросом на источник чистой энергии и потенциалом Солнца в качестве источника свободной энергии, превращение солнечной энергии в состав смеси возобновляемых источников энергии приобретает все большее значение. В результате спрос на эффективные солнечные элементы, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество, растет быстрее, чем когда-либо прежде.

Фотогальванический элемент

Фотогальванический элемент (PV) сделан почти полностью из кремния, который был переработан в чрезвычайно чистую кристаллическую форму, которая поглощает фотоны от солнечного света и затем выпускает их в виде электронов, вызывая электрический ток, когда фотопроводящий элемент подключен к внешней нагрузке. Существует множество различных измерений, которые мы можем сделать, чтобы определить характеристики солнечного элемента, такие как его выходная мощность и эффективность преобразования.

Основные электрические характеристики фотоэлемента или модуля суммированы во взаимосвязи между током и напряжением, полученным на типовой кривой ВАХ солнечного элемента. Интенсивность солнечного излучения (инсоляции), попадающего на элемент, контролирует ток (I), в то время как повышение температуры солнечного элемента снижает его напряжение (V).

Солнечные элементы вырабатывают электричество постоянного тока (DC), а текущее временное напряжение равно мощности, поэтому мы можем создать кривые I-V солнечных элементов, представляющие ток в зависимости от напряжения для фотоэлектрического устройства.

Характеристики I-V солнечного элемента Кривые в основном представляют собой графическое представление работы солнечного элемента или модуля, суммирующее взаимосвязь между током и напряжением при существующих условиях излучения и температуры. Кривые I-V предоставляют информацию, необходимую для настройки солнечной системы так, чтобы она могла работать как можно ближе к оптимальной точке максимальной мощности (MPP).

Кривая I-V характеристики солнечного элемента

На приведенном выше графике показаны вольт-амперные характеристики типичного кремниевого фотоэлемента, работающего в нормальных условиях.Мощность, передаваемая солнечным элементом, является произведением тока и напряжения (I x V). Если умножение сделано, точка за точкой, для всех напряжений от короткого замыкания до условий разомкнутой цепи, приведенная выше кривая мощности получается для данного уровня излучения.

При разомкнутой солнечной батарее, которая не подключена к какой-либо нагрузке, ток будет на минимуме (ноль), а напряжение на ячейке на максимуме, известное как напряжение разомкнутой цепи солнечных батарей , или Voc.С другой стороны, когда солнечный элемент короткозамкнут, то есть положительные и отрицательные выводы соединены вместе, напряжение на элементе находится на минимуме (ноль), но ток, вытекающий из элемента, достигает своего максимума, известного как солнечные элементы , ток короткого замыкания , или Isc.

Тогда диапазон характеристик I-V характеристики солнечного элемента варьируется от тока короткого замыкания (Isc) при нулевых выходных напряжениях до нулевого тока при полном напряжении разомкнутой цепи (Voc).Другими словами, максимальное напряжение, доступное от ячейки, находится в разомкнутой цепи, а максимальное значение тока в замкнутой цепи. Конечно, ни одно из этих двух условий не генерирует никакой электрической энергии, но где-то посередине должна быть точка, в которой солнечный элемент генерирует максимальную мощность.

Однако есть одна конкретная комбинация тока и напряжения, для которой мощность достигает своего максимального значения, в имп. И Vmp. Другими словами, точка, в которой ячейка генерирует максимальную электрическую мощность, показана в правом верхнем углу зеленого прямоугольника.Это «точка максимальной мощности» или MPP . Поэтому идеальная работа фотоэлектрического элемента (или панели) определяется при максимальной точке питания.

Точка максимальной мощности (MPP) солнечного элемента расположена вблизи изгиба на кривой характеристик I-V. Соответствующие значения Vmp и Imp можно оценить по напряжению холостого хода и току короткого замыкания: Vmp ≅ (0,8–0,90) Voc и Imp ≅ (0,85–0,95) Isc. Поскольку выходное напряжение и ток солнечного элемента зависят от температуры, фактическая выходная мощность будет изменяться при изменении температуры окружающей среды.

До сих пор мы рассматривали характеристическую кривую I-V солнечного элемента для одного солнечного элемента или панели. Но многие фотоэлектрические батареи состоят из небольших фотоэлектрических панелей, соединенных вместе. Тогда I-V кривая массива PV — это просто увеличенная версия характеристической кривой I-V одиночного солнечного элемента, как показано.

Характеристика кривых I-V панели солнечных батарей

Фотоэлектрические панели могут быть соединены или соединены вместе в последовательных или параллельных комбинациях, или в обоих, для увеличения напряжения или текущей емкости солнечной батареи.Если панели массива соединены в последовательную комбинацию, то напряжение увеличивается, а если соединены параллельно, то ток увеличивается. Электрическая мощность в ваттах, генерируемая этими различными фотоэлектрическими комбинациями, все равно будет являться произведением напряжения на ток (P = V x I). Однако солнечные панели соединены вместе, верхний правый угол всегда будет точкой максимальной мощности (MPP) массива.

Электрические характеристики фотоэлектрической батареи

Электрические характеристики фотоэлектрической батареи суммируются в зависимости между выходным током и напряжением.Количество и интенсивность солнечного излучения (солнечное излучение) регулирует величину выходного тока (I), а рабочая температура солнечных элементов влияет на выходное напряжение (V) фотоэлектрической матрицы. Характеристические кривые солнечного элемента IV, которые суммируют взаимосвязь между током и напряжением, как правило, предоставляются производителем панелей и имеют вид:

Параметры солнечной батареи

• В _OC = напряжение холостого хода: — Это максимальное напряжение, которое обеспечивает массив, когда клеммы не подключены к какой-либо нагрузке (состояние разомкнутой цепи).Это значение намного выше, чем Vmp, которое относится к работе массива PV, который фиксируется нагрузкой. Это значение зависит от количества фотоэлектрических панелей, соединенных последовательно.
• I _SC = ток короткого замыкания — максимальный ток, обеспечиваемый фотоэлектрической матрицей, когда выходные разъемы замкнуты вместе (условие короткого замыкания). Это значение намного выше, чем Imp, что относится к нормальному току рабочей цепи.
• MPP = точка максимальной мощности — это относится к точке, в которой мощность, поставляемая массивом, подключенным к нагрузке (батареи, инверторы), имеет максимальное значение, где MPP = Imp x Vmp.Точка максимальной мощности фотоэлектрической матрицы измеряется в ваттах (Вт) или пиковых ваттах (Вт).
• FF = коэффициент заполнения — Коэффициент заполнения — это отношение между максимальной мощностью, которую массив может фактически обеспечить при нормальных условиях работы, и произведением напряжения разомкнутой цепи, умноженного на ток короткого замыкания, (V _OC x I _SC ) Это значение коэффициента заполнения дает представление о качестве матрицы, и чем ближе коэффициент заполнения к 1 (единице), тем большую мощность может обеспечить массив.Типичные значения находятся между 0,7 и 0,8.
• % эфф = процент эффективности — КПД фотоэлектрической батареи — это отношение максимальной электрической мощности, которую может генерировать батарея, к количеству солнечного излучения, попадающего на батарею. Эффективность типичной солнечной батареи обычно низкая и составляет около 10-12%, в зависимости от типа используемых ячеек (монокристаллических, поликристаллических, аморфных или тонких пленок).

Кривые характеристик I-V солнечного элемента представляют собой графики зависимости выходного напряжения от тока для различных уровней инсоляции и температуры и могут многое рассказать о способности фотоэлемента или панели преобразовывать солнечный свет в электричество.Наиболее важными значениями для расчета номинальной мощности панели являются напряжение и ток при максимальной мощности.

Некоторые солнечные панели рассчитаны на несколько более высокое или более низкое напряжение, чем другие, с таким же значением мощности, и это влияет на величину доступного тока и, следовательно, MPP панелей. Другими важными параметрами также являются номинальное напряжение холостого хода и ток короткого замыкания с точки зрения безопасности, особенно номинальное напряжение. Матрица из шести последовательных панелей, номинальное номинальное значение которых составляет 72 В (6 x 12), потенциально может создавать напряжение холостого хода более 120 В постоянного тока, что более чем достаточно, чтобы быть опасным.

Кривые характеристик фотоэлектрического I-V предоставляют информацию, необходимую нам для конфигурирования солнечной электростанции, чтобы она могла работать как можно ближе к точке максимальной пиковой мощности. Пиковая мощность измеряется, когда фотоэлектрический модуль вырабатывает свою максимальную мощность при воздействии солнечного излучения, эквивалентную 1000 Вт на квадратный метр, 1000 Вт / м ² или 1 кВт / м ² .

Для получения дополнительной информации о характеристических кривых солнечного элемента IV и о том, как они используются для определения точки максимальной мощности фотоэлектрического элемента или панели или для изучения преимуществ и недостатков использования солнечных батарей в качестве альтернативного источника энергии, то почему not Click Here и закажите сегодня свою копию на Amazon и узнайте больше о забавном и простом способе получить представление о дизайне и установке фотоэлектрических систем.

.

Share This Post  :