Badanie łuku elektrycznego prądu stałego

- charakterystyki statyczne

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie z ogólnymi właściwościami łuku prądu stałego płonącego pomiędzy elektrodami grafitowymi.

Wyznaczenie charakterystyk statycznych napięciowo-prądowych łuku prądu stałego przy zadanym układzie elektrod (kształt, ustawienie: pionowe, poziome), zadanych wymiarach geometrycznych elektrod i zadanej odległości tych elektrod.

Wyznaczenie charakterystyk zewnętrznych zasilacza dla wybranych nastaw prądu.

2. Wyposażenie stanowiska:

Stanowisko uniwersalne ze stołem spawalniczym do wykonywania badań odbiorników łukowych sprzężone z kartą laboratoryjną do pomiaru następujących parametrów: napięcie łuku, prąd łuku, odległość elektrod (ruch elektrod w pionie, prędkość posuwu poziomego elektrod (ruch elektrod w poziomie), temperatury elementów nagrzewanych.

Stanowisko umożliwia wyznaczenie przebiegów czasowych wartości chwilowych prądu i napięcia.

Przebiegi wartości chwilowych umożliwiają pełną analizę przebiegów czasowych prądów i napięć z użyciem matematycznych programów komputerowych.

Kolumny plików danych są następujące:

1 2 3 4 5 6 7

t d_elx= f(t) U_³x= f(t) I_³x= f(t) - - -

: : : : : : :

Uwaga: Wielkości zmiennych zapisane w pliku są wyrażone w jednostkach przetwornika i wymagają przeskalowania. Współczynniki skali podaje prowadzący ćwiczenie lub sam dokonuje konwersji pliku na właściwe wielkości.

3. Wykonanie badań:

- napięciowo-prądowe statyczne łuku:

U_ł=f( I_ł ) - podczas ciągłej zmiany nastawienia prądu zasilacza; stałymi parametrami, przy których wyznaczamy tego typu charakterystykę statyczną są: stała odległość międzyelektrodowa i zadana geometria elektrod natomiast w sposób ciągły zwiększany lub zmniejszany jest prąd nastawiony zasilacza w celu wykreślenia charakterystyki.

- napięciowo-prądowe statyczne zasilacza:

U_ł=f( I_ł ) - podczas ciągłej zmiany odległości; stałymi parametrami, przy których wyznaczamy tego typu charakterystykę statyczną są: zadana geometria elektrod, prąd nastawiony zasilacza natomiast w celu wykreślenia charakterystyki w sposób ciągły zwiększany lub zmniejszany odległość międzyelektrodową.

Uwaga!! zadaną geometrię elektrod, odległość elektrod i nastawy prądu łuku podaje prowadzący ćwiczenia.

4. Opracowanie wyników:

Na podstawie danych zawartych w plikach czasowych przebiegów napięć i prądów wyznaczyć należy następujące charakterystyki:

- czasowe

U_ł= f(t); I_ł= f(t); R_ł= U_ł/I_ł= f(t); G_ł= I_ł/U_ł= f(t); P_ł= U_ł* I_ł= f(t)

- napięciowo-prądowe statyczne łuku

U_ł=f( I_ł ) - wyznaczona podczas ciągłej zmiany prądu nastawienia zasilacza z podaniem stałych parametrów (stała odległość międzyelektrodowa i zadana geometria elektrod).

- napięciowo-prądowe statyczne zasilacza:

U_ł=f( I_ł ) - wyznaczona podczas ciągłej zmiany odległości z podaniem stałych parametrów, przy których wyznaczona została charakterystyka statyczna tzn.: zadana geometria elektrod, prąd nastawiony zasilacza,

- napięciowa łuku

U_ł=f(d_el) - dla wartości skutecznej napięcia w funkcji odległości elektrod przy stałym prądzie łuku

Uwaga!! Wartości chwilowe rejestrowane napięcia i prądu stanowiące dany punkt charakterystyki muszą być użyte do realizacji tej charakterystyki dla tych samych chwil czasowych w pliku zarejestrowanym.

5. Wnioski:

Przeprowadzić analizę przebiegu wyznaczonych charakterystyk pod kątem nieliniowości łuku elektrycznego, stabilności (wizualną i na podstawie przebiegów czasowych napięć i prądów) płonięcia łuku, analizę wartości elektrycznych i energetycznych parametrów łuku i zakresu ich zmian oraz koncentracji mocy.

Odpowiednie kolumny plików należy przemnożyć przez podane poniżej współczynniki aby uzyskać wartości poszczególnych wielkości w podanych obok jednostkach:

- dla przebiegów czasowych wartości chwilowych (panel nr 1 przetworników):

U_ł=U_łx * 40 [V]

I_ł=I_łx * 83.33 [A]

d_el0= U_d0miernik*20 [mm] gdzie: U_d0miernik - napięcie odniesienia

d_el= 40d_elx- d_el0 [mm] - rzeczywista odległość elektrod

- dla przebiegów czasowych wartości maksymalnej (panel nr 2 przetworników):

U_łM=(U_łx*2+0.6) * 2 * 40 [V]

I_łM=(I_łx*2+0.6) * 83.34 [A]

d_el0= U_d0miernik*20 [mm] gdzie: U_d0miernik - napięcie odniesienia dla poziomu zerowego (zwarcie elektrod) odczytane z miernika (również test poprawności rejestracji odległości,

d_el= 80d_elx- d_el0 (panel 2) [mm] - rzeczywista odległość elektrod

Politechnika Częstochowska

Wydział Elektryczny

Zakład Elektrotechnologii i Inteligentnych Budynków

3

3

z 2 stron Badanie łuku prądu stałego - charakterystyki statyczne

---