Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Авторы:
Город:
Екатеринбург
ВУЗ:
Дата:
01 марта 2016г.

На рубеже 1980–1990-х годов развитые страны мира столкнулись с проблемой нарастающего ухудшения качества электроэнергии электрических сетей, заключающегося в искажении синусоидальной формы напряжения и тока сети, что сказалось на повышении потерь и понижении надежности эксплуатации электрооборудования. К этому привело постоянное увеличение потребления электроэнергии оборудованием с нелинейными нагрузками, такими как выпрямители, инверторы, частотно-управляемые электроприводы, компьютеры, офисная техника и другое оборудование.

В связи с этим остро встала проблема электромагнитной совместимости электрического оборудования. Под электромагнитной совместимостью (ЭМС) электроприемников понимается их свойство функционировать без ухудшения качественных показателей при совместном их питании от промышленной сети. Схема питания электроприемников должна строиться таким образом, чтобы совместно питаемые электроприемники не оказывали неблагоприятного воздействия друг на друга.

Как известно, электросварочное оборудование является мощным источником электромагнитных помех и оказывают значительное влияние на изменение показателей электропитания [11].

Однако, традиционно в странах СНГ сложилось так,  что в сварочном производстве мало обращают внимание на эти проблемы, хотя при изготовлении ответственных сварных конструкций выдвигались требования работы только одного источника питания, чтобы исключить взаимное влияние источников питания друг на друга.

Уровень искажения напряжения питающей сети, согласно работам [9, 11, 12], зависит от вида сварочного оборудования. Наибольшее влияние на электрическую сеть оказывают источники инверторного типа. При этом в сеть генерируется очень широкий спектр гармонических составляющих тока, что может приводить к ложным срабатываниям устройств бесперебойного питания.

Для улучшения качества электроэнергии и снижения уровня генерируемых сварочным оборудованием высших гармоник тока и напряжения целесообразно, а в ряде случаев необходимо применение фильтров высших гармоник тока [11, 12]. При этом сварочные источники питания, помимо обеспечения ими необходимых технологических показателей, будут иметь хорошую электромагнитную совместимость, снижать добавочные потери в проводах сети и подключенном к сети оборудовании.

Снижение уровня высших гармоник тока, генерируемых сварочным оборудованием, может осуществляться также так называемыми  активными  и пассивными фильтрами. Активные фильтры, которые содержат много элементов как силовой, так и микроэлектроники, дороги, сложны и не всегда надежны в эксплуатации [1].

Одним из перспективных видов сварочного оборудования являются импульсные источники питания, которые обеспечивают сварку в диапазоне не более +10% сетевого напряжения.

Ряд работ [5, 8, 13] посвящен изучению влияния возмущений, в том числе и колебаний напряжения питающей сети, на стабильность работы импульсных сварочных аппаратов, а также разработке системы стабилизации параметров при действии возмущающих воздействий.

Так как импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом протекает без коротких замыканий дугового промежутка, то для нее опасны колебания входного напряжения в сторону уменьшения напряжения питающей сети. При работе импульсных источников питания в номинальном режиме разбрызгивание составляет 1..1,5%, в то время как при работе на сниженном напряжении сети до 340..350В – поднимается до 7% [13].

Для устранения влияния колебаний напряжения сети была предложена двухконтурная система стабилизации, позволяющая поддерживать параметры процесса сварки на установленном уровне при воздействии возмущений, а также сократить разбрызгивание до «номинальных» 1..1,5%.

В последнее время находят все большее применение резонансные технологии при создании источников питания для сварки [6, 10]. Применение резонансных LC-цепей позволяет уменьшить потери, увеличить КПД процесса, снизить на порядок уровень электромагнитных помех. При этом конструкторы пытаются двигаться в сторону более высоких частот, что приводит к снижению уровня радиопомех и электромагнитных шумов, а также снижению величины пульсации напряжения [6].

На основании очевидных преимуществ применения резонансных преобразователей компанией ШТОРМ был создан ряд сварочных  источников для ручной дуговой сварки: Handy-190,  Handy-200,  X-350  VRD RU (Рисунок 3б), серия MicorMIG (Рисунок 3а), аккумуляторный аппарат MicorStick 160 (Рисунок 3в). Данные источники сконструированы на основе резонансного метода с технологией управления MICOR [7]. В системе управления данных сварочных аппаратов используются шесть микропроцессоров с тактовой частотой 25-96 MHz. При работе данных источников контроль тока и напряжения происходит 1,5 миллиона раз в секунду, контролируется 27 аналоговых и цифровых параметров измерений.

На основании анализа взаимного влияния сварочного оборудования и электрической сети можно сформулировать основные варианты решения проблемы устойчивой работы сварочных инверторов:

1   Снижение напряжения холостого хода генератора с 380В до 350 – 360В и повышение частоты до 52 Гц позволяют обеспечить нормальную работу источников [3].

2    Включение последовательно в каждый сетевой провод индуктивности и увеличение емкости фильтра. Такое решение требует дополнительных фильтров и вмешательства в сварочный источник.

3       Для  устранения  искажений  напряжения  генератора  и  уменьшения  высокочастотных  гармоник необходимо введение радиофильтра и сглаживающих конденсаторов в соответствии с рекомендациями работы [2, 4].

4      Использование в инверторе LC-фильтра вместо емкостного благоприятно сказывается на работе генератора. Это позволяет исключить перенапряжения и полностью использовать мощность генератора.



Список литературы

1.      Волков, И.В. Улучшение качества электроэнергии в сетях промышленных предприятий посредством фильтров высших гармоник тока / И.В. Волков, М.Н. Курильчук, И.В. Пенгетов, С.В. Рымар // Вiсн. Приазов. держ. техн. ун-ту: Зб. наук. працъ, Енергетика. – Марiуполь: ПДТУ. – 2005. – Ч. 2. – Вип. №3. – С. 15-19

2.      Гецкин О.Б. Инверторный аппарат ДС 250.33 для сварки покрытыми электродами / О.Б. Гецкин, В.Н. Яров, И.В. Кудров // Сварочное производство. – 2004. – №2. – С. 19-21

3.      Гецкин О.Б. Разработка алгоритма управления переносом электродного металла при сварке в защитных газах и его реализация в многофункциональном сварочном источнике: диссертация на соиск. уч. степени канд. техн. наук, Чебоксары. – 2010. – 165 с.

4.      Гецкин, О.Б. Создание автомата блочно-модульной конструкции для орбитальной сварки магистральных трубопроводов / О.Б. Гецкин // Сварка и диагностика. – 2008. – №6. – С. 19-23

5.      Жерносеков, А.М. Влияние колебаний напряжения сети на процесс импульсно-дуговой сварки / А.М. Жерносеков // Автоматическая сварка. – 2008. – №2. – С. 48-49

6.      Зиновкин, А.А. Резонансные технологии в сварке: этапы развития / А.А. Зиновкин, М.А. Шолохов, А.М. Фивейский // Сварка и диагностика. – 2013. – №1. – С. 48-52

7.      Мельников, А.Ю. Резонансные сварочные источники питания для трассовых работ при монтаже и ремонте трубопроводов / А.Ю. Мельников, А.М. Фивейский // Территория НЕФТЕГАЗ. – 2014. – №9. – С. 61

8.      Патон Б.Е. Стабилизация процесса импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом / Б.Е. Патон, П.П. Шейко, А.М. Жерносеков, Ю.О. Шимановский // Автоматическая сварка. – 2003. – №8. – С. 3-6

9.      Пенгетов, И.В. Электромагнитная совместимость источников питания сварочной дуги / И.В. Пенгетов, С.В. Рымар, А.М. Жерносеков, В.Н. Сидорец // Электротехника и электромеханика. – 2012. – №3. – С. 34- 40

10.   Петров, С. Перспективная схемотехника сварочных инверторов (часть 2) / С. Петров // Современная электроника. – 2009. – №2. – С. 16-22

11.   Рымар, С.В. Влияние однофазных источников питания сварочной дуги на электрическую сеть / С.В. Рымар, А.М. Жерносеков, В.Н. Сидорец // Автоматическая сварка. – 2011. – №12. – С. 9-15

12.   Рымар, С.В. Влияние сварочных источников питания на трехфазную электрическую сеть / С.В. Рымар, А.М. Жерносеков, В.Н. Сидорец // Автоматическая сварка. – 2011. – №10. – С. 49-55

13.   Шейко, П.П. Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом с автоматической стабилизацией параметров режимов / П.П. Шейко, А.М. Жерносеков, Ю.О. Шимановский // Автоматическая сварка. – 2004. – №1. – С. 8-11