Yazılım kontrollü orta frekanslı DA nokta kaynak sistemi tasarımı ve gerçeklenmesi

Abstract

Direnç nokta kaynağı (DNK), günümüzün seri üretim koşullarında yaygın olarak tercih edilen direnç kaynak yöntemlerinden biridir. Orta frekans doğru akım (OFDA) ise alternatif akım (AA) yöntemine göre daha kesin akım sonuçları alınan, verimli ve ileri bir teknolojidir. Bu çalışmada, OFDA-DNK sistemlerinde kullanılabilecek yeterliliğe sahip, uygun maliyetli bir orta frekanslı (OF) evirici tasarımı yapılmış ve gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kaynak çevriminin kontrolünü sağlayan bir bilgisayar arayüzü tasarlanmış, evirici bu arayüz programı üzerinden kontrol edilmiştir. OF eviricinin başarımını test etmek için bir OFDA-DNK deney düzeneği oluşturulmuştur. Eviricide üretilen OF gerilim, anma gücü 175 kVA olan OFDA kaynak transformatörüne uygulanmıştır. Transformatörün sekonderine monte edilen tam dalga doğrultucudan alınan OFDA kaynak akımı, yük olarak belirlenen bir esnek bakır baraya uygulanmıştır. Eviricinin kapalı çevrim akım kontrolü için, esnek baraya sarılan Rogowski bobininden (RB) akım bilgisi alınmıştır. Deney sonuçlarında, kaynak kontrol arayüzünde tanımlanan kaynak akımı, önemli bir farklılık olmadan yüke uygulanabilmiştir. Geri beslemesiz çalışmada, 0,178 kA olarak tespit edilen kök ortalama kare hata (KOKH), geri beslemeli çalışmalarda azalmıştır. RB düz bağlandığında KOKH 0,109 kA, ters bağlandığında 0,113 kA değerine düşmüştür. Gerçekleştirilen OF eviricinin, OFDA-DNK uygulamalarında kapalı çevrim OFDA akım kontrolü yapacak bir ara birim olarak kullanılabilme potansiyele sahip olduğu düşünülmektedir. Eviricinin toplam maliyetinin, alternatiflerinden uygun olduğu söylenebilmektedir. Bu çalışmanın, OFDA-DNK sistemlerinin kontrolü konusunda yapılacak kaynak akımını iyileştirme çalışmalarına katkı sağlaması beklenmektedir.

Resistance spot welding (RSW) is one of the widely preferred resistance welding methods in today's mass production conditions. Medium frequency direct current (MFDC), on the other hand, is an efficient and advanced technology with more accurate current results compared to the alternating current (AC) method. In this study, a cost-effective medium frequency (MF) inverter designed and realized that can be used in MFDC-RSW systems. In addition, a computer interface that provides control of the welding cycle is designed and the inverter is controlled through this interface program. An MFDC-RSW experimental setup was created to test the performance of the MF inverter. The MF voltage generated in the inverter was applied to the MFDC weld transformer with a rated power of 175 kVA. MFDC weld current from the full-wave rectifier mounted on the secondary of the transformer was applied to a flexible copper busbar, which was determined as the load. For closed loop current control of the inverter, current information is taken from Rogowski coil (RC) wound on the flexible busbar. In the test results, the welding current defined in the welding control interface could be applied to the load without any significant difference. Root mean square error (RMSE), which was found to be 0.178 kA in the without feedback control operation, decreased in the feedback control studies. RMSE decreased to 0.109 kA when RC was connected in straight and 0.113 kA when connected in reverse. It is thought that the realized MF inverter has the potential to be used as an interface for closed loop MFDC current control in MFDC-RSW applications. It can be said that the total cost of the inverter is more suitable than its alternatives. It is expected that this study will contribute to the improvement of the weld current in the control of MFDC-RSW systems.