钢轨闪光焊交流方波电源研制与工艺调试-(8277)

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第fV页3．3驱动电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．3．1对驱动电路的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．3．2驱动电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．343．4电路调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36第4章方波电源与闪光焊控制系统接口电路设计及系统调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．1接口电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．1．1接口电路设计的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯．394．1．2接口电路的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．1．3触发板外围电路的修改⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．2PLC程序的修改⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．3焊机调试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一484．4调试结果分析及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．55结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．65西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1课题研究背景及现状第1章绪论1．1．1课题研究背景现代铁路为完成重载、高速运输，普遍采用铺设无缝线路的方法来改善轨道结构。无缝线路建设就是把标准长度的钢轨焊接成长钢轨和“无缝"钢轨，减少接头，使线路更加平顺。从理论上讲，钢轨的长度越长越好，这样既能减少接头的冲击和磨损，又能减轻铺设的劳动强度【l圳。钢轨焊接分为工厂焊接和现场焊接，

4、工厂焊接全部采用闪光焊，而现场钢轨焊接主要有小型气压焊、铝热焊以及闪光焊三种焊接方法【5。】。目前闪光焊机主要向交流闪光焊机和次级整流直流闪光焊机两种机型发展【8母1。在交流闪光焊机中，最具有代表性的机型主要有：瑞士Schlatter公司研制的AMS60、Hooland公司研制的K355H、乌克兰巴顿焊接研究所研制的K系列焊机、中国南车集团上海铁路局戚墅堰机车车辆工艺研究所与上海科研所联合研制的LRl200机型等。乌克兰巴顿焊接所研制的K系列焊机是闪光焊机的典型机型，在闪光焊机发展过程中占有相当重要的地位，K系列焊机主要分为悬挂式和固定式两种机型，具有

5、代表性的悬挂式焊机有K900焊机、K920焊机、K921焊机和K922焊机，具有代表性的固定式焊机有K190焊机、K1000焊机。在直流闪光焊机中，最具有代表性的机型主要有：瑞士Schlatter公司GAAS80／580、GAAS80／700固定式钢轨闪光焊机、美国卡特彼勒移动式在线直流闪光钢轨焊机。移动式焊机体积较小，可用于现场移动焊接、基地焊和厂焊，而固定式焊机体积较大，主要用于厂焊场合。通常，次级整流直流闪光焊机体积较大，不利于现场作业，主要用于厂焊，如GAAS80／580、GAAS80／700固定式钢轨闪光焊机。交流闪光焊机体积较小，移动灵活，

6、可用于现场移动焊接，也可以用于厂焊、基地焊，如K系列焊机。唯一用于现场焊接的移动式直流闪光钢轨焊机是卡特彼勒移动式在线直流闪光钢轨焊机，该焊机将次级整流器件组合到焊机机头上，体积较小，移动灵活，满足现场移动焊接的要求，同时，焊机采用直流电源供电，具有闪光稳定等优点，但是为了满足现场移动焊接的要求，机头体积较小，次级整流器件容量较小，只能采用连续闪光焊工艺，焊接电流较小，单个接头焊接时间大约180秒，效率较低，轨头热量分布不均匀。2004年初，由西南交通大学焊接教研室在消化和吸收国外轨道焊接设备先进技术西南交通大学硕士研究生学位论文第2页的基础上，研制出

7、了UN5—150移动式钢轨闪光焊机，该焊机具有焊接质量好、造价低、工艺调试周期短等优点，弥补了国内大型焊轨设备的空缺，促进了我国高速重载铁路的飞速发展，在新线的建设、既有路线和无缝路线的改造中都起着非常重要的作用；采用国产化设备为国家节约了大量的外汇【10】。UN5—150移动式钢轨闪光焊机主回路电气原理如图l所示：图1UN5-150钢轨闪光焊机主回路电气原理图在图l中，发电机组输出的三相交流电中的A、B两相接到自耦变压器，分成高压和低压两个绕组。高压绕组输出的电压经过两个反向并联的晶闸管SCRl和SCR2后，向两个并联的焊接变压器Tl和T2供电，为焊

8、接高压阶段和加速阶段提供电源；低压绕组输出的电压经过两个反向并联的晶闸管SCR3和SCR4后，