Тема 5. Электросварочные установки

Установки контактной и дуговой электросварки, их конструкции, принцип действия, режимы работы, область применения.

Электросварочные установки как потребители электроэнергии.

Влияние качества электроэнергии на работу электросварочных установок и их воздействие на питающую электросеть.

[10], гл. 3, 9.

Методические указания

Сваркой называется способ получения неразъемного соединения металлических деталей, при котором в результате воздействия высокой температуры в местах соединения образуется металлическая сплошность.

Для электросварки применяется постоянный ток, получаемый от преобразователей, и переменный ток промышленной частоты, низкой (2-10 Гц) и повышенной (100-360 Гц) частоты, а также радиочастоты до 500 кГц, полученные от специальных преобразователей.

Наиболее часто используется контактная и дуговая сварка.

Контактная сварка осуществляется за счет нагрева по методу сопротивления. Для нее характерна местная концентрация тепловой мощности и высокой температуры в области стыка свариваемых деталей, что обуславливается значительным сопротивлением места стыка по сравнению с сопротивлением деталей. Это экономичный вид сварки на переменном токе. Контактная сварка подразделяется на стыковую, точечную и роликовую. Напряжение вторичной сварочной цепи составляет 2-25 В, а сварочный ток равен сотням ампер.

Используются одно- и многоэлектродные машины. Для стыковой сварки используются машины мощностью от 3 до 1200 кВА, для точечной – от 150 до 250 кВА, а для шовной – от 3 до 500 кВА. Режим работы сварочных машин относится и резкопеременному. Более благоприятное воздействие оказывают сварочные машины с применением трехфазных преобразователей переменного тока в постоянный. В этом случае на электроды машины подается постоянный ток до 100 кА и создается симметричная трехфазная нагрузка на сеть.

Дуговые сварочные машины переменного тока – это сочетание трансформатора с вторичным напряжением 60-120 В и регулятора (дросселя), обеспечивающего круто падающую внешнюю характеристику аппарата. Машины мощностью 10-30 кВА применяются для однопостовой сварки, а 30-180 кВА – для многопостовой сварки.

Установки электросварки переменного тока промышленной частоты своей нагрузкой создают затруднение в системе электроснабжения предприятий вследствие следующих особенностей:

1) нагрузка является большей частью однофазной при мощности сварочных машин до 1200 кВА и более, что может привести к режиму несимметрии в СЭС;

2) низкий коэффициент активной мощности – 0,3-0,35 – для дуговой сварки и 0,2-0,6 для контактной, требует значительные затраты на компенсацию реактивной мощности;

3) режим работы повторно-кратковременный с малыми величинами ПВ при больших толчках нагрузки, достигающих 2-6 кратной величины номинальной мощности, что приводит к колебанию напряжения в питающей электросети;

4) установки работают с нелинейной вольт-амперной характеристикой (дуговая электросварка), что вызывает несинусоидальность напряжений и токов в питающей электросети.