|
Abstract:
|
Perinteisesti hitsausteholähteissä käytetään jännitevälipiirillistä suuntaajarakennetta, jossa tasasuuntaus toteutetaan passiivisin menetelmin. Tällainen rakenne aiheuttaa verkkovirtaan matalataajuisia yliaaltoja. Matriisikonvertterilla on tavoitteena pienentää hitsausteholähteiden aiheuttamia verkkovaikutuksia. Matriisikonvertteri on suora taajuudenmuuttaja, joka ei sisällä välipiirin passiivisia komponentteja. Matriisikonvertteri mahdollistaa kaksisuuntaisen tehon virtauksen ja sinimuotoiset verkkovirrat. Hitsausteholähteessä suuntaajaa syötetään kolmivaiheisesta verkosta ja ulostulo on yksivaiheinen. Suuntaajalla tuotetaan matalatajuisesta verkkojännitteestä korkeataajuinen ulostulojännite. Työ keskittyy tutkimaan hitsausteholähteeseen soveltuvia yksivaiheisia matriisikonvertterirakenteita. Tällaisia rakenteita on aikaisemmin tutkittu vähän. Työssä on perehdytty aluksi matriisikonvertteritekniikan perusteisiin päävirtapiirirakenteen, kommutointimenetelmien ja suojauksen osalta. Matriisikonvertterista esitetään sekä kolmivaiheiset että yksivaiheiset rakenteet, jonka jälkeen on esitelty matriisikonvertterien modulointimenetelmät. Yksivaiheisen matriisikonvertterin toimintaa tarkasteltiin simulointiohjelmistolla. Työn alussa on esitelty myös hitsausprosessin ja -teholähteen perusteet sekä hitsausteholähteen toiminta ja säätö. Hitsausteholähde syöttää tehoa aina verkosta kuormaan päin. Tämä mahdollistaa matriisikonvertterin rakenteen yksinkertaistamisen. Hitsausteholähteessä matriisikonvertterista käytettiin ainoastaan seitsemällä ohjattavalla kytkimellä toteutettua rakennetta. Hitsausteholähteen toimintaa tutkittiin simulointiohjelmistolla. Teorian ja simulointien pohjalta matriisikonvertteri soveltuu hitsausteholähteeseen. Hitsausteholähteen ohjaus ja säätö ovat melko yksinkertaisesti toteutettavissa. Simuloinneissa hitsausteholähde tuotti sinimuotoiset verkkovirrat ja ohjeen mukaiset hitsauskuorman suureet. |