Глава 7. Основные правила эксплуатации источников питания

7.1. Выбор, монтаж, пуск источников питания

К выбору источников питания необходимо приступать после разработки технологического процесса сварки изделия. Исходными данными для выбора источника являются: способ сварки; род тока; система регулирования длины дуги при сварке плавящимся электродом; электрические параметры режима сварки; условия работы и категория размещения оборудования; основное и штучно-калькуляционное время изготовления сборочной единицы (изделия); тип производства.

Определив исходные данные, можно выбрать источник питания, который отвечал бы наилучшим образом всем предъявляемым к нему требованиям и имел бы минимальную стоимость. При этом следует иметь в виду, что высокие технологические требования и низкая стоимость источников питания находятся в противоречии, поэтому к вопросу выбора стоимости источника необходимо подходить очень осторожно.

Выбор рода тока, как правило, определяется способом сварки. Однако, в том случае, когда способ сварки позволяет равноценно использовать постоянный либо переменный ток - с экономической точки зрения последний предпочтительней. Это обусловлено тем, что источник питания переменного тока дешевле, проще в эксплуатации, кроме того, сварочная дуга переменного тока не подвержена «магнитному дутью». В свою очередь, необходимо помнить, что надежность возбуждения дуги переменного тока ниже, чем при постоянном токе.

Выбор внешней характеристики источника питания определяется спо­собом сварки и технологическими особенностями свариваемого материала. При сварке плавящимся электродом необходимо определить систему регулирования длины дуги. Для систем с саморегулированием длины дуги необходим источ­ник питании с жесткой или полого падающей характеристикой. Для систем с принудительным регулированием длины дуги (с зависимой скоростью подачи электродной проволоки),а так же при сварке неплавящимся электродом, в том числе для сварки и резке сжатой (плазменной) дугой - источник питания с крутопадающей внешней характеристикой.

Выбор мощности источника питания определяется параметрами режимов сварки по технологическому процессу. При этом рекомендуется выдерживать, возможно, близкое совпадение этих параметров с номина­льными паспортными значениями источника. Это вытекает из требований устойчивости режимов сварки и наиболее экономичной эксплуатации источника.

При выборе источника завышенной мощности вынужденная регули­ровка его на минимальные токи может вызвать потерю устойчивости горения дуги. Кроме того, недоиспользование мощности источника связано с перерасходом электроэнергии и ухудшение cosj и КПД. Завышение мощности источника неоправданно увеличивает затраты на амортизацию, ремонт и нерациональное использование производственных площадей.

Выбор источника заниженной мощности ведет к перегреву элементов, при этом необходимо накладывать ограничения на ПВ (ПН) с учетом величины основного и штучного времени сварки изделия.

Выбор системы питания постов сварочным током определяется планировкой цеха (участка), где будут эксплуатироваться источники. В случае компактного размещения постов целесообразно использовать систему многопостового питания. Однако, учитывая низкий КПД системы, опасность простоя большого числа рабочих мест при выходе из строя многопостового источника, невозможно однозначно рекомендовать многопостовое питание без детального экономического обоснования для конкретных условий.

Условия работы источников питания определяют категорию их разме­щения. Категория размещения источников учитывается при конструировании их кожухов и расположения обмоток. Сварочные агрегаты, имеющие категорию размещения 1, могут эксплуатироваться на открытом воздухе, поскольку имеют собственную крышу и капот, защищающие их от дождя и снега. Сварочные трансформаторы, допускающие категорию 2, могут работать под навесом. При этом они подвержены колебаниям температуры и влажности воздуха, но защищены от воздействия осадков. Большинство остальных источников (трансформаторы, выпрямители, преобразователи) изготовляются по третьей категории размещения. Они могут работать в закрытых помещениях (цехах) без регулирования климатических условий. Четвертая категория размещения (в помещениях с регулируемым климатом) рекомендуется только для источников с водяным охлаждением.

Монтаж источников питания. В сварочном цехе источники распола­гаются в машинном зале или непосредственно у рабочих мест. В машинном зале улучшаются условия эксплуатации, обслуживания и ремонта особенно многопостовых источников, но при этом увеличивается расход сварочных кабелей и потери энергии. В цеху источники устанавливают вблизи стен или колонн, чтобы не занимать производственную площадь. Сварочные источники не нуждаются в фундаменте и устанавливаются прямо на полу.

Правила устройства электроустановок (ПЭУ) требуют оставлять проходы для безопасной эксплуатации и обслуживания электрооборудо­вания. Источники должны располагаться не ближе 0,5 м от стен. Расстояние между однопостовыми трансформаторами и выпрямителями должно быть не менее 0,1 м, между агрегатами - не менее 0,8 м, а между многопостовыми источниками - не менее 1,5 м.

Питание сварочного оборудования осуществляется от цеховой си­ловой трехфазной сети. Подвод от подстанции к цеховым распредели­тельным шкафам выполняется тремя одножильными проводами или трех-, четырехжильными кабелями на изоляторах по стене цеха, в трубах или траншеях. При расчете нагрузки цеховой силовой сети сначала определяют среднюю кажущуюся мощность сварочного поста.

S₁ = (I_дU_д)/(hсosj) ( 7.1 )

Затем рассчитывают суммарную мощность потребителей с учетом их ко­личества n и коэффициента одновременности К₀

S_S = S₁n К₀ (7.2 )

При равномерной нагрузке трех фаз находят расчетный ток

I_рс = S_S /( 3^0,5U_л) ( 7.3 )

по которому и выбирают сечение проводов S по их допустимому нагреву. Сечение провода должно быть проверено по экономической плотнос­ти j среднего тока в пик максимума нагрузки

S = I_рс / j ( 7.4 )

Для одиночного алюминиевого провода с резиновой или пластмас­совой изоляцией плотность тока не должна превышать 1,2-1,6 А/мм², а для медного провода - 2-3 А/мм². Для кабелей с алюминиевыми жилами, имеющих резиновую или пластмассовую изоляцию, экономическая плотность тока - 1,6-1,9 А/мм², а с медными жилами - 2,7-3,5 А/мм².