Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Новые материалы

Топ:

Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...

Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...

Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...

Интересное:

Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...

Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...

Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

Сварочные многопостовые системы

2020-12-06

1067

0.00 из 5.00 0 оценок

Заказать работу

Контрольно-курсовая работа

по дисциплине «Источники питания»

на тему:

«Многопостовые сварочные выпрямители»

Выполнил:

студент гр. 630621 Иванцов О.В.

Руководитель:

канд.техн.наук, доц. Татаринов Е.А.

Тула 2006

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВВЕДЕНИЕ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1. Сварочные многопостовые системы - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1.1. Общие сведения - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1.2. Выпрямители для ручной дуговой сварки плавящимся электродом - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1.3. Многопостовые системы для дуговой сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа - - - - - - - -

1.4. Сварочный коллекторный генератор типа ГСМ-500 для питания двух постов - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

2. Экономическая эффективность многопостового питания при дуговой сварке - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3. Современные многопостовые выпрямители, предлагаемые компанией «ИНТЕР-сварка» г.Тула - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.1. Сравнительная характеристика - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.2. Многопостовой выпрямитель ВДМ-6304У3 - - - - - - - - - -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ - - - - - - - - - - - - - - -

В В Е Д Е Н И Е

В производстве целесообразно по условиям работы использовать один источник питания для нескольких потребителей, для этого применяются многопостовые сварочные системы. В этих системах один многопостовой выпрямитель снабжает энергией несколько сварочных постов.

Многопостовым называют источник, от которого можно питать несколько сварочных дуг одновременно. Многопостовые источники используют там, где на небольшом расстоянии друг от друга расположена группа сварочных постов. В этих условиях многопостовой источник более выгоден, чем однопостовые источники.

Многопостовые сварочные выпрямители позволяют рационально использовать производственные площади, значительно уменьшить расходы на электроэнергию и обслуживание оборудования, и обеспечивают независимость работы отдельных постов, а также незначительное падение напряжения в шинопроводе, соединяющем посты, что особенно важно при достаточной удаленности сварочного поста от места нахождения источника. Регулирование тока поста осуществляется с помощью балластных реостатов.

Подключают сварочные посты от шинопровода выпрямителя через балластные реостаты. Балластный реостат представляет собой набор сопротивлений. При включении сварочной дуги последовательно с балластным реостатом появляется возможность независимо регулировать ток каждого отдельного поста. Одновременно сварочный пост приобретает необходимую при ручной сварке крутопадающую внешнюю характеристику.

Выпрямитель включают в такой последовательности: замыкают сетевой рубильник, затем включают автоматический выключатель, расположенный, в большинстве случаев, на боковой стенке выпрямителя, при этом загорается сигнальная лампа. Пуск следует производить вхолостую при отключенной нагрузке. Выключают выпрямитель (без размыкания автоматического выключателя) нажатием кнопки «Стоп». Все узлы выпрямителя смонтированы в шкафу, имеющем две закрывающиеся на ключ двери с электрической блокировкой. Блок управления находится на передней стенке в верхней части кожуха выпрямителя.

Сварочные многопостовые системы

Общие сведения

В многопостовых системах источник питания снабжает энергией одновременно несколько сварочных постов; Исходя из эксплуатационных и технико-экономических соображений, многопостовые системы целесообразно применять в тех отраслях промышленности (в частности, в машиностроении и судостроении), где на относительно небольших производственных площадях приходится сосредоточивать большое число (до нескольких десятков) однопостовых источников питания. В этом случае однопостовые источники питания помещают в специальные контейнеры и перемещают кранами. Источники, находящиеся в контейнерах, подключаются к силовой сети цеха посредством длинных (20—30 м) гибких кабелей. Кабели укладываются непосредственно на производственной площади, загромождают ее, проходят по свариваемой конструкции. Контейнеры загружают крановое оборудование; сварщики при такой организации работ теряют много рабочего времени и подвергаются в большей мере опасности поражения током. Производительность труда в таких условиях снижается.

В последние годы интенсивно проводились работы, направленные на создание современных многопостовых систем питания для ручной дуговой сварки плавящимся электродом, механизированной сварки под флюсом и в среде углекислого газа. Все эти многопостовые системы относятся к источникам питания группы О.

Применение многопостовых систем создает условия для повышения производительности труда, более рационального использования производственных площадей, экономии электроэнергии (источник питания не имеет режима холостого хода), снижения капитальных затрат и расходов на обслуживание источников, а также гарантирует безопасность работы и улучшение условий труда сварщиков.

Многопостовые системы питания могут быть как постоянного, так и переменного тока. Промышленность в настоящее время серийно выпускает только многопостовые системы для питания постов постоянным током от выпрямителей через шинопроводы.

На рис. 1 приведена функциональная блок-схема питания сварочных постов СП от выпрямителя V через шинопровод ШП. Ток поста регулируется с помощью регулятора тока РТП. Многопостовая система предназначена для• ручной дуговой сварки.

Рис. 1. Функциональная блок-схема питания сварочных постов от выпрямителя через шинопровод: V — выпрямитель; ШП — шинопровод; СП — сварочный пост; РТП— регулятор тока поста; 1_к— длина шинопровода до k-го поста

Основное требование, предъявляемое к многопостовым установкам, – это независимость работы каждого поста как в установившихся, так и в переходных режимах. При этом напряжение U _п.х.х на входе каждого поста в режиме холостого хода поста должно быть достаточным для начального возбуждения дуги при контакте торца электрода и изделия; соотношение напряжений холостого хода U _п.х.х и устойчивого горения дуги U _д.п. должно быть равно примерно двум (напряжение U _п.х.х для ручной дуговой сварки должно быть около 60 В, а U _д.п. при устойчивом горении дуги 25—30 В).

Изменения режима на одних постах (например, обрыв дуги, короткие замыкания дуговых промежутков каплей, перенос и обрыв капли) не должны влиять на устойчивость процесса сварки других постов. В установившемся режиме условие независимости постов выражается как U _пk =const вдоль шинопровода и для любого k-го поста. Оценка степени разделения (независимости) постов в установившихся режимах осуществляется по статическим характеристикам источника питания и поста, а в переходных – по осциллограммам процесса сварки, по устойчивости горения дуги постов и по качеству выполненного сварного соединения. Технология сварки требует, чтобы колебания напряжения сети, от которой получает питание трехфазный силовой трансформатор, не отражались на выходном напряжении выпрямителя, так как это вызывает изменение напряжения на шинопроводе, а следовательно, отражается на работе постов. Для устойчивого горения дуги любого поста

Рис. 5.2. Внешняя характеристика сварочного поста U_n = f (I _п) и вольт-амперная характеристика дуги U _д = f (I _п)

при ручной дуговой сварке необходимо, чтобы напряжение U _п, подводимое к разрядному промежутку поста, уменьшалось с увеличением тока поста. Это означает, что характеристика поста, представляющая зависимость напряжения U_n от тока I _п поста, должна быть падающей (рис. 2). При I _п =0 напряжение U _п.х.х, подводимое от шинопрово-да к посту, должно обеспечивать легкое возбуждение дуги, а ток I _п _k должен быть ограничен.

Регулятор тока поста РТП предназначен для формирования характеристики поста, регулирования тока I_п, создания условий для независимости работы постов в установившемся режиме. В многопостовых системах для ручной дуговой сварки постоянным током в качестве регуляторов тока применяются регулируемые постовые балластные резисторы R_n.

Напряжение на шинопроводе, являющееся входным напряжением любого k-го поста в установившемся режиме:

(1)

где U _и.п. — напряжение на выходных выводах источника питания (например, сварочного выпрямителя), которое принимается постоянным; Δ u_ш. _k _. – падение напряжения по длине l_k шинопровода.

Для постоянства U_nk необходимо, чтобы U_и.п. было постоянным и не зависело от нагрузки источника питания, т. е. чтобы внешняя характеристика источника питания была жесткая, a Δ u_ш. _k было возможно меньше. Условие независимости работы постов выполняется, если длительное отклонение Δ u_ш. _k от величины напряжения U_nk на выходных зажимах k - ro поста не превышает ±5%. Величина напряжения U _д.п. на дуговом промежутке поста в установившемся режиме равна:

(2)

где U _п.п. —падение напряжения на постовом резисторе. Из формулы (2) следует, что внешняя характеристика U _п = f (I _п) не только падающая (см. выше), но и линейная. Из (2) можно определить ток поста:

(3)

Значение R_n невелико и составляет десятые доли ома. Так, например, при U_п.х.х=50В, U _д.п =25В и I _п =250А сопротивление R_п=0,1Ом. Несмотря на малое сопротивление R_п, мощность, расходуемая на его нагрев, велика (например, в нашем случае P_R=I_п²R_п=250² · 0,1=6,25 кВт).

КПД поста:

(4)

где Р_д —мощность, расходуемая в процессе сварки; Р_п —мощность, получаемая постом от источника. При U _д.п. =25В и U _п =50В η=0,5.

К.п.д. многопостовой установки:

η_у = η_и.п η_п, (5)

где η_и.п – КПД источника питания многопостовой системы. КПД поста можно повысить за счет снижения напряжения U _п, подводимого от шинопровода к постам. При снижении U _п.х.х с 50 до 40 В получим при I_и =250А и U _д.г =25В R _п =0,06Ом, Р _R =3,75кВт и по (4) η =0,625. Следует иметь в виду, что значительное снижение напряжения холостого хода U _п. _x _. _x может привести к затруднению возбуждения дуги и ухудшению стабильности процесса сварки, так как ведет к снижению напряженности Е электрического поля разрядного промежутка. С другой стороны, если снизить U _п. _x _. _x даже в допустимых пределах за счет уменьшения напряжения на выходных выводах источника питания, то может резко увеличиться разбрызгивание металла. Это объясняется тем, что при периодических коротких замыканиях дугового промежутка каплей возникает мгновенный пик тока поста i _{п. макс}, ограниченный практически только сопротивлением R _п, так как индуктивность цепи поста равна нулю. В этом случае величина пика тока определяется значениями U _п.х.х и R _п. Для рассмотренного выше примера при U _п.х.х =50В и R _п =0,1Ом величина пика тока i_п.макс =500А, а при U _п.х.х =40В и R _п =0,06 om i_n _. _макс ==666А. Величину i _п.макс можно снизить. При включении в цепь поста индуктивности L _п уменьшается скорость нарастания тока (вместо пикового нарастания ток нарастает по экспоненте), что снижает потери металла на разбрызгивание. Время нарастания тока поста при наличии индуктивности связано с постоянной времени τ_п цепи поста:

(6)

где G = f (i _п) —проводимость разрядного промежутка, зависящая от тока.

Источник питания многопостовой установки рассчитывается на номинальный ток, соответствующий продолжительному режиму работы ПНн-100%.

При определении числа постов k многопостовой установки, соответствующих номинальному току источника, следует учитывать, что не все посты работают одновременно в одинаковых режимах (холостой ход, нагрузка, короткое замыкание). В формулу для определения числа постов необходимо вводить коэффициент одновременности работы постов ε, который изменяется в пределах 0,6 – 0,9 (для ручной дуговой сварки и механизированной сварки под флюсом принимают ε = 0,5 – 0,6, а для сварки в среде углекислого газа ε = 0,7 – 0,9). Число постов:

(7)

где Р_и.п – мощность источника питания многопостовой системы.

При увеличении числа постов применяется параллельная работа однотипных выпрямителей на один шинопровод. Наличие шинопровода, заменяющего большое число кабелей при использовании однопостовых передвижных установок, является одним из существенных преимуществ многопостовых систем.

Для питания двух постов

Промышленностью выпускается коллекторный генератор постоянного тока смешанного возбуждения ГСМ-500, предназначенный для питания двух постов при ручной дуговой сварке плавящимся электродом. Генератор входит в состав агрегата АСДП-500 с приводным дизельным двигателем. Внешняя характеристика генератора жесткая. Магнитные потоки параллельной и последовательной обмоток возбуждения складываются. Выходное напряжение генератора при его работе поддерживается н.а уровне номинального (55В) с точностью ±5%. Формирование падающей характеристики сварочного поста и ступенчатое регулирование тока поста в пределах от 100 до 300 А осуществляется с помощью постового балластного резистора.

Напряжение на выходных зажимах можно плавно регулировать резистором, включенным в цепь параллельной обмотки возбуждения.

2. Экономическая эффективность многопостового питания при дуговой сварке [1]

В последнее десятилетие на крупных промышленных предприятиях получил распространение способ питания нескольких постов постоянным эком от шинопровода, соединенного с выпрямителем ВМГ-5000 и реостатом типа РБ-301. Такая система питания обладает как рядом преимуществ технологического характера, так и высокой экономической эффективностью.

В настоящей работе описан метод расчета, позволяющий выявить экономические достоинства многопостового питания при механизированной сварке с применением выпрямителя ВМГ-5000.

Таблица3

Назначение

1.1. Выпрямитель сварочный многопостовой типа ВДМ-6304УЗ, предназначен для комплектации сварочных постов для ручной дуговой сварки штучными металлическими электродами на постоянном токе углеродистых и легированных сталей.

Выпрямитель применяется как в стационарных, так и в монтажных условиях в комплекте с балластными реостатами типа РБС- 303У2 и т.п. При этом номинальный сварочный ток одного поста 315А при ПН=60%. Выпрямитель имеет жесткие внешние характеристики. При применении выпрямителя не по назначению гарантии снимаются.

1.2. Выпрямитель предназначен для работы в закрытых помещениях или под навесом при соблюдении следующих условий:

• Температура окружающей среды от минус 40˚С (233К) до плюс 40˚С (313К);

• Относительная влажность не более 80% при 20˚С (293К);

• Группа условий по механическим воздействиям – M1 по ГОСТ 17516-72. Вид климатического исполнения выпрямителя – УЗ по ГОСТ 15150- 69. Не допускается эксплуатации и хранение в среде насыщенной токопроводящей пылью, едкими парами и газами. Выпрямитель предназначен для подключения только к промышленным сетям и источникам переменного тока. Подключение к сетям бытовые помещений не допускается.

Технические характеристики

Наименование параметра	Норма
1. Номинальное напряжение питающей сети, В	3х38В+5-10%
2. Номинальная частота, ГЦ	5+-1
3. Номинальный сварочный ток, А – при продолжительности нагрузки ПН=100%	630
4. Максимальный рабочий ток, А не более	630
5. Номинальное рабочее напряжение, В, не менее	60
6. Напряжение холостого хода, В, не более	70
7. Количество постов, шт, не более	4
8. Коэффициент одновременности работы	0,5
9. Потребляемая мощность, кВА, не более	50
10. Номинальный первичный ток, А	70
11. Крутизна внешней характеристики, В/А, не более	0,015
12. Коэффициент полезного действия, не менее	0,9
13. Коэффициент мощности, не менее	0,9
14. Требования безопасности: – степень защиты по ГОСТ 14254 – класс защиты по ГОСТ 12.2.007.0	1Р22 0,1
15. Класс нагревойстойкости изоляции по ГОСТ 8865	F

Указание мер безопасности.

1. При работе и обслуживании выпрямителя необходимо соблюдение «Правил технической эксплуатации электроустановок и Правил техники безопасности» (ПТЭ и ПТБ) и требований стандартов безопасности труда (ССБТ), в т.ч. ГОСТ 12.3.003-86 (ССБТ) «Работы электросварочные. Требования безопасности».

2. К работе допускается персонал, имеющий квалификационную группу не ниже 2-ой по электробезопасности, прошедший обучение и инструктаж перед началом работы.

3. Выпрямитель должен быть надежно заземлен. Работать с незаземленным выпрямителем запрещается!

4. Выпрямитель относится к вибробезопасным изделиям. Категория по санитарным нормам соответствует типу ЗА по ГОСТ 12.1.012- 90. Уровень вибрации не превышает 0,5 уровня санитарных норм.

5. Выпрямитель относится к изделиям промышленного назначения. Подключение к сетям жилых помещений не допускается!

Подготовка и порядок работы.

1. Перед первым пуском выпрямителя или в случае, если выпрямитель не был в эксплуатации долгое время, а также при изменении места его установки следует:

• Очистить изделие от пыли, продув его сухим, сжатым воздухом;

• Снимите выходные шины с болта заземления и установите их на выходы.

• Заземлите выпрямитель через болты заземления;

• Проверьте состояние электрических проводов и контактов;

• Убедитесь, что неизолированные концы сварочных кабелей не касаются один другого и, одновременно, металлической поверхности;

• Подключите вторичную цепь к сварочным постам;

• Подключите выпрямитель к сети.

2. Подайте напряжение сети на выпрямитель. Включите выпрямитель выключателем поз. 1. При этом загорится лампа поз.4

3. Нажмите кнопку «Пуск» поз.2, при этом сработает вентилятор, а вольтметр покажет напряжение холостого хода.

4. В процессе работы сварочный ток контролируйте по показаниям прибора поз.6.

5. В случае перегрузки, сначала сработает защита силового блока и отключит выпрямитель от нагрузки. При этом загорится сигнальная лампа «Перегрев», а вентилятор будет охлаждать выпрямитель. После остывания в течении не более 15 мин. и снятия перегрузки выпрямитель включиться автоматически. При коротком замыкании сработает автоматический выключатель. Для возобновления работы необходимо устранить причину замыкания и включить его снова.

6. После окончания работы выключите изделие кнопкой «Стоп» поз.З и выключателем поз.1

Рис. 6 Внешний вид выпрямителя ВДМ-6304У3

Правила транспортирования и хранения

Рис. 6 Внешний вид выпрямителя ВДМ-6304У3

Транспортирование упакованного выпрямителя может производиться любым видом транспорта при условии сохранности изделия от недопустимых климатических и механических воздействий, разрушающих изделие. В транспорте выпрямитель должен быть надежно закреплен.

2. Выпрямители должны храниться в закрытых отапливаемых и вентилируемых помещениях при температуре воздуха от +1˚С до +40˚С. Относительная влажность воздуха не более 80% при температуре + 20˚С Недопустимо хранение вместе с материалами, вызывающими коррозию металлов.

Рис.7. Схема функциональная ВДМ-6304У3

Техническое обслуживание

1. Ежедневно перед началом работы визуально проверьте состояние электрических проводов, кабелей и надежность заземления.

2. Ежемесячно выпрямитель следует продуть сухим, сжатым воздухом и подтянуть при необходимости контактные соединения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многопостовые системы целесообразно применять в условиях производства. Многопостовые сварочные выпрямители позволяют рационально использовать производственные площади, значительно уменьшить расходы на электроэнергию и обслуживание оборудования, и обеспечивают независимость работы отдельных постов, а также незначительное падение напряжения в шинопроводе, соединяющем посты, что особенно важно при достаточной удаленности сварочного поста от места нахождения источника.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров А.Г., Милютин В.С. Источники притания для дуговой сварки. – М.: Машиностроение, 1982. – 79с.: ил. – (Б-ка электросварщика).

2. Браткова О.Н. Источники питания сварочной дуги: Учебник для вузов. – М.: Высш. Школа, 1982. – 183с.: ил.

3. Закс М.И. Сварочные выпрямители. – Л.: Энергоиздат, 1983. – 96с.: ил.

4. Закс М.И., Каганский Б.А., Воронина Е.А. Модульная транзисторная установка для многопостовой аргонодуговой сварки сталей в монтажных условиях / / Сварочное производство. – 1988. – №1. – С. 17 – 18.

5. Латанский В.П. Зурабова И.И. Андреев В.В Экономическая эффективность многопостового питания при дуговой сварке / / Автоматическая сварка. – 1983. – №4. – С. 67 – 69.

6. Светлов А.Т. Источники питания сварочной дуги: Учеб. пособие/ Брянский институт транспортного машиностроения. – Брянск, 1994. – 68 с.: ил.

7. Литература, предоставленная компанией «ИНТЕР-сварка» г.Тула.

[1] По ценам апреля 1983 года

[2] Автор курсовой работы выражает глубокую благодарность сотрудникам компании «ИНТЕР-сварка» г.Тула за неоценимую помощь в написании данной работы!