Электрооборудование сварочных установок

1. Виды электрической сварки

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения материалов путем местного нагрева свариваемых кромок деталей до пластического или расплавленного состояния. Прочность сварного соединения обеспечивается атомными или молекулярными связями. Важное значение имеет при этом взаимная диффузия атомов свариваемых материалов. Современная сварочная техника располагает большим разнообразием способов сварки. Наибольшее распространение получила электрическая дуговая сварка, при которой местный нагрев свариваемых кромок осуществляется теплом электрической дуги. Электродуговая сварка, при которой расплавление металла свариваемых кромок деталей и электрода (или присадочного металла) производится за счет тепла, выделяемого электрической дугой, выполняется вручную, полуавтоматически и автоматически. Ручная дуговая сварка может производиться двумя способами: способом Бенардоса и способом Славянова. Сварку способом Бенардоса осуществляют следующим образом. Свариваемые кромки изделия приводят в соприкосновение. Между неплавящимся электродом (угольным, графитовым или вольфрамовым) и изделием возбуждают электрическую дугу. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал нагревают до плавления и получают ванночку расплавленного металла. После затвердевания ванночки образуется сварной шов. Данный способ используется, как правило, при сварке цветных металлов или их сплавов, а также при наплавке твердых сплавов. Сварку способом Славянова выполняют с помощью плавящегося электрода. Электрическая дуга возбуждается между металлическим (плавящимся) электродом и свариваемыми кромками изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, охлаждаясь, образует сварной шов. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом осуществляется путем механизации основных движений, выполняемых сварщиком, — подачи электрода вдоль его оси в зону дуги и перемещения его вдоль свариваемого шва. При полуавтоматической сварке механизирована подача электрода вдоль его оси в зону дуги, а перемещение электрода вдоль свариваемого шва производит сварщик вручную. При автоматической сварке механизированы все операции, необходимые для процесса сварки. Расплавленный металл защищен от воздействия кислорода и азота воздуха специальным гранулированным флюсом. Высокая производительность и хорошее качество швов обеспечили широкое применение автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом. Электрическая контактная сварка производится при помощи тепла, выделяемого током при прохождении через свариваемые кромки изделия. При этом в месте соприкосновения кромок выделяется наибольшее количество тепла, разогревающее их до сварочного состояния. Завершается сварка последующим сдавливанием свариваемых кромок.

2. Основные требования к источникам питания сварочной дуги Электродуговая сварка начинается с короткого замыкания сварочной цепи — контакта между электродом и деталью. При этом происходит выделение теплоты и быстрое разогревание места контакта. Эта начальная стадия требует повышенного напряжения сварочного тока. В процессе сварки при переходе капель электродного металла в сварочную ванну происходят очень частые короткие замыкания сварочной цепи. Вместе с этим изменяется длина сварочной дуги. При каждом коротком замыкании напряжение тока падает до нулевого значения. Для последующего восстановления дуги необходимо напряжение порядка 25…30 В. Такое напряжение должно быть обеспечено за время не более 0,05 с, чтобы поддержать горение дуги в период между короткими замыканиями. Следует учесть, что при коротких замыканиях сварочной цепи развиваются большие токи (токи короткого замыкания), которые могут вызвать перегрев в проводке и обмотках источника тока. Эти условия процесса сварки в основном и определили требования, предъявляемые к источникам питания сварочной дуги. Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям: 1. Напряжение холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и в то же время не должно превышать нормы техники безопасности. Для однопостовых сварочных генераторов напряжение холостого хода не должно быть более 80 В, а для многопостовых — не более 60 В. Для сварочных трансформаторов установлено наибольшее допустимое напряжение 70 В при сварочной силе тока более 200 А и напряжение 100 В при сварочной силе тока менее 100 А. 2. Напряжение горения дуги (рабочее напряжение) должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги, обеспечивая устойчивое горение сварочной дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением — быстро падать. Время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30 В после каждого короткого замыкания (при капельном переносе металла от электрода к свариваемой детали) должно быть менее 0,05 с. 3. Значение силы тока короткого замыкания не должно превышать сварочное значение силы тока более чем на 40...50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи. Это условие необходимо для предохранения обмоток источника тока от перегрева и повреждения. 4. Мощность источника тока должна быть достаточной для выполнения сварочных работ. Кроме того, необходимы устройства, позволяющие регулироватъ значение сварочной силы тока в требуемых пределах. Сварочное оборудование должно отвечать требованиям ГОСТов. 3. Сварочные преобразователи постоянного тока Сварочные преобразователи постоянного тока подразделяют на следующие группы: § По количеству питаемых постов — однопостовые, предназначенные для питания одной сварочной дуги; многопостовые, питающие одновременно несколько сварочных дуг. § По способу установки — стационарные, устанавливаемые

8.10 Преобразовательные агрегаты предназначены для питания электролизных установок цветной металлургии и химической промышленности, дуговых вакуумных и графитных электропечей, установок для электрохимической обработки металлов и гальваностегии, электрической тяги, цеховых сетей постоянного тока, от которых питаются электроприводы, не требующие регулирования подводимого к ним напряжения. [ 1 ]

Преобразовательные агрегаты состоят из шкафов, в которых размещены кремниевые вентили, преобразовательных трансформаторов, быстродействующего автоматического выключателя, шкафов защиты и управления, специальных устройств для защиты от перенапряжений. [ 2 ]

Преобразовательный агрегат - комплект оборудования, состоящий из одного или нескольких полупроводниковых преобразователей, трансформатора, приборов и аппратуры, необходимых для пуска и работы преобразовательного агрегата. [ 3 ]

Преобразовательные агрегаты, образованные трансформатором и выпрямителями UZ, передают постоянный (выпрямленный) ток через катодные выключатели QF и линейные выключатели QF1 - QF8 в тяговую сеть подвижного состава. [ 4 ]

Преобразовательные агрегаты и преобразователи ПТТ-460-100, ПТТР-230-100, ПТТ-460-200, ПТТР-230-200 серий AT и АТВ, АТ-Р и АТРВ до 200А, КЭП, КВТ (за исключением КЭП-48Х2-400, КЭП-32Х2-100, КЭП-48Х2-100, КЭП-48Х2-300) имеют естественное охлаждение, остальные - воздушное принудительное. [ 5 ]

Преобразовательные агрегаты широко применяются в электроприводах с регулированием скорости в пределах 1: 2 и больше. [ 6 ]

Преобразовательные агрегаты, имеющие нулевую схему с уравнительным реактором, при малых нагрузках переходят на шести-фазный режим выпрямления, в связи с чем выпрямленное напряжение может увеличиться до 1 15 от номинального. Для тяговых подстанций такой режим в некоторых случаях возможен. Повышение напряжения может вызвать неприятные последствия, например, круговой огонь по коллектору, перегрев и пробой катушек вспомогательных реле и аппаратов. [ 7 ]

Преобразовательные агрегаты бывают различных типов и конструкций, причем каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. [ 8 ]

Преобразовательные агрегаты устанавливаются в машинном зале, габариты которого определяются типом и размерами выбранного преобразователя. На рис. 168 и 169 показаны план и разрез машинного зала с мотор-генераторами, а на рис. 170 и 171 зала с ртутными выпрямителями. [ 9 ]

Преобразовательные агрегаты имеют статистические характеристики P (U) и Q (U), зависящие от подведенного напряжения и углов коммутации и регулирования. [ 10 ]

Преобразовательный агрегат состоит из высоковольтного синхронного электродвигателя, возбудителя синхронного двигателя и генератора постоянного тока. [ 1 ]

Преобразовательные агрегаты на стороне постоянного тока подсоединены к плюсовым шинам через быстродействующий выключатель обратного тока (катодный выключатель) 9 и два однополюсных разъединителя. Катодный выключатель служит для защиты катодного кабеля при повреждении. Ток в этих случаях меняет направление на обратное, в результате чего выключатель отключается и прекращается подпитка места повреждения со стороны других выпрямителей, включенных параллельно на ту же шину. [ 2 ]

Преобразовательный агрегат должен иметь высокую степень заводской готовности - быть выполненным в виде укрупненных блоков, требующих минимума монтажных и наладочных работ на объектах. [ 3 ]

Преобразовательные агрегаты должны устанавливаться по осям горизонтально по уровню. [ 4 ]

Преобразовательные агрегаты, состоящие из двух или более машин, если позволяет железнодорожный габарит, поставляют в собранном виде, со сцентрованными валами, на общей фундаментной плите. [ 5 ]

Преобразовательные агрегаты чаще всего поступают собранными на общей фундаментной плите и в готовом для работы виде. Их монтаж сводится к установке и выверке фундаментной плиты, на которой уже собраны машины и креплению ее болтами к фундаменту. Фундаментную плиту выставляют по высотным и осевым отметкам в соответствии с установочными чертежами. Горизонтальное положение плиты выверяют с достаточной точностью при помощи гидростатического уровня. [ 6 ]

Преобразовательные агрегаты питаются от сети трехфазного тока и являются поэтому приемниками трехфазного тока. [ 7 ]

Преобразовательные агрегаты представляют собой комплектные устройства, содержащие собственно выпрямитель, систему управления, устройства зашиты и охлаждения силовых вентилей. [ 8 ]

Преобразовательный агрегат состоит из двигателя переменного тока, генератора постоянного тока, двигателя постоянного тока и ЧГ. С помощью регуляторов достигаются постоянство генерируемой частоты и полностью автоматическая работа. В последние годы были разработаны ЧГ на электронной аппаратуре, отличающиеся высокими техническими показателями. [ 9 ]

Преобразовательный агрегат мощностью, превышающей при питающем напряжении до 0 5 кв - 250 кет, выше 0 5 до 10 кв - 300 кет, выше 10 до 25 кв - 500 кет и выше 25 кв - 1 000 кет, должен быть защищен со стороны питающей сети автоматическим выключателем. [ 10 ]

Преобразовательные агрегаты состоят из шкафов, в которых размещены кремниевые вентили; питающих трансформаторов, быстродействующего автоматического выключателя; шкафов защиты и управления; специальных устройств для защиты от перенапряжений. [ 11 ] П