Приёмники и потребители электрической энергии (стр. 6 )

Необходимо знать основные преимущества трехфазной дуговой электрической сварки перед обычной однофазной.

При изучении систем автоматизации дуговой сварки следует обратить внимание на ее преимущества перед ручной сваркой и разобраться в классификации систем по регулируемым величинам и по регулирующему воздействию.

К электроснабжению сварочного цеха предъявляется ряд специфических требований, обусловленных следующими особенностями:

-  низкийкоэффициент мощности (— для дуговой и — для контактной сварки);

-  нагрузка является в большинстве случаев однофазнойпри мощности отдельных сварочных машин до несколькихмегавольтампер на напряжении и ;

-  повторно-кратковременный режим работы с малыми величинами ПВ при больших толчках нагрузки, достигающих 6-кратной величины номинальной мощности установки.

Для питания сварочных нагрузок, характеризующихся низким значением коэффициента мощности, необходимо применять сети с малым индуктивным сопротивлением.

Электрическая контактная сварка

Прежде всего необходимо усвоить физическую сущность контактной сварки. Поскольку на условия нагрева и распространения температуры в зоне сварки существенное влияние оказывает величина сопротивления контакта, то следует тщательно разобраться в факторах, которые определяют сопротивление контакта при различных видах сварки.

При изучении источников питания необходимо уяснить особенности трансформаторов для контактной сварки и способы настройки режима сварки, а также знать, с какой целью применяются импульсные источники тока. Необходимо изучить электрооборудование, а также аппаратуру и схемы управления сварочных машин.

Системы автоматического управления процессом точечной и шовной сварки могут регулировать как электрические параметры (ток, напряжение, мощность), так и неэлектрические (время сварки, усилия сжатия электродов, скоростьсварки). Наиболее часто применяется автоматическое регулирование по электрическим параметрам.

Электросварочные установки являются массовыми потребителями электроэнергии. Единичные мощности сварочных установок изменяются в широких пределах.

Установки дуговой сварки в большинстве своём являются потребителями трехфазного тока, число и мощность их относительно невелика, продолжительность включения 60% и больше (т. е. имеют повторно-кратковременный график (режим) работы).

Установки контактной сварки – потребители однофазного тока, мощность которых изменяется в более широких пределах. Режим работы установок контактной сварки повторно – кратковременный (импульсный). Графики нагрузки отличаются большим разнообразием (периодические, циклические, нециклические).

Существенно влияние сварочных установок на питающую сеть:

- в настоящее время все большее число сварочных машин снабжаются регулируемыми тиристорными контакторами. Большое распространение получили также сварочные машины постоянного тока и установки дуговой сварки постоянного тока. Применение данного оборудования является причиной появления высших гармоник тока и напряжения в питающей сети. Уровни высших гармоник и коэффициент несинусоидальности напряжения питающей сети зависят от суммарной мощности сварочных установок и других факторов и могут превышать допустимые по ГОСТ значения;

- большинство электросварочных машин являются однофазными потребителями электроэнергии, равномерное распределение их по фазам трехфазной сети не всегда удается, особенно при наличии крупных сварочных машин. Кроме того, сварочные машины включаются в случайном порядке. Поэтому в трехфазной сети со сварочными машинами возникает несимметрия токов, которая приводит к несимметрии напряжений. Коэффициент несимметрии в сварочных сетях (коэффициент обратной последовательности) колеблется от 1% до 5% и превышает допустимое значение;

- импульсный характер работы сварочных установок и значительное индуктивное сопротивление вторичного контура (вторичного токопровода) приводит к появлению колебаний напряжения и провалов в огибающей кривой напряжения. Кроме этого значительная величина индуктивности является причиной потребления реактивной мощности из сети, т. е. причиной низкого коэффициента мощности () сварочной установки.

При изучении темы следует обратить внимание на мероприятия, направленные на охрану труда и выполнение правил техники безопасности при эксплуатации различных установокэлектрической сварки.

Вопросы для самопроверки

1.  Что называется сваркой?

2.  Перечислите параметры, характеризующие сварочную дугу.

3.  По каким признакам классифицируют разновидности электросварки?

4.  Какие требования предъявляются к источникам сварочного тока?

5.  Каково назначение и принципиальная схема осциллятора?

6.  Каково назначение и устройство импульсного возбудителя дуги?

7.  В каком режиме работает сварочное оборудование?

8.  Какие требования предъявляются к электрическим сетям сварочных установок?

9.  При каком значении коэффициента мощности возможно устойчивоегорение сварочной дуги переменного тока?

10.  В чем преимущества автоматической дуговой сварки по сравнению с ручной?

11.  Какие факторы определяют сопротивление контакта при контактной сварке?

12.  В чем заключаются принципиальные отличия машин для стыковой, шовной и точечной сварки?

13.  Какие системы автоматического регулирования применяются при контактной сварке?

14.  Укажите особенности электросварочных установок как потребителей электрической энергии.

15.  Какие мероприятия по охране труда и технике безопасности специфичны для электросварочных работ?

Раздел 4. Установки и процессы электрохимической и электрофизической обработки

Электролизные установки

Изучение этой темы целесообразно начать с повторения физической и химической сущности процессов, сопровождающих прохождение тока через электролит. Количество каждого из веществ, претерпевающих превращения при пропускании электрического тока через раствор электролита, по закону Фарадея пропорционально электрохимическому эквиваленту данного вещества, а также величине и времени протекания тока через электролит. По целому ряду причин на практике не удается достичь теоретических значений выделения вещества. Выход вещества по току характеризует, насколько правильно и целесообразно идет процесс электролиза. Следует представлять себе все основные параметры, характеризующие процесс электролиза меди, цинка и алюминия, а также конструкцию электролизной ванны.

Большие токи нагрузки (до 150 кА) и агрессивность среды определяют конструктивные особенности ошиновки электролизных установок. Необходимо усвоить методику выбора сечения шинопроводов по экономической плотности тока и их проверку по допустимому нагреву, допустимой потере напряжения и на механическую прочность.

Электролизные установки относятся к потребителям первой категории, что предъявляет особые требования к схемам их электроснабжения. Следует хорошо разобраться в схемах преобразовательных подстанций электролизных установок, уделив особое внимание схеме главных цепей и мероприятиям, направленным на снижение уровня высших гармонических, генерируемых мощными выпрямительными агрегатами.

Электролиз широко применяется не только в металлургии, но и в машиностроении для гальваностегии, гальванопластики, анодирования, электрохимического полирования и размерной электрохимической обработки металлов. Следует изучить основные технологические схемы для осуществления того или иного процесса, иметь представление о технико-экономических показателях и необходимом электротехнологическом оборудовании.

При изучении правил техники безопасности в электролизных установках следует усвоить, что основными источниками опасности в этих установках являются электрический ток, кислотные растворы, большой грузопоток и испарения электролитов.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется электролизом?

2.  Как теоретически определяется количество вещества, выделяющегося на электродах?

3.  Какие явления влияют на отличие фактического выделения вещества на электродах от теоретического?

4. Что такое потенциал выделения?

5. Как влияет плотность тока на показатели электролиза?

6.  Как протекает процесс электролитического рафинирования меди? Каковы его технико-экономические показатели?

7.  В чем особенности электролиза цинка? Каковы технико-экономические показатели этого процесса?

8.  Как протекает процесс электролиза алюминия? Каковы его технико-экономические показатели?

9.  Как конструктивно выполняются электролизные ванны? Для чегованны соединяются в блоки, а блоки — в серии?

10.Как производится выбор сечений шинопроводов?

11.Как выполняется ошиновка ванн?

12.В чем особенности конструкции питающего шинопровода?

13. К потребителям какой категории относятся электролизные установки? Каковы требования к источникам питания таких потребителей?

14.Для чего в схеме главных цепей электролизных преобразовательных установок применяются пятиобмоточные трансформаторы?

15.Какие области применения электролиза в машиностроении Вам известны?

16.Что является источником опасности в электролизных установках?

Электрофизические методы обработки

Электроэрозионная обработка основана на разрушенииэлектродов при прохождении между ними импульса электрического тока. При этом скорость и чистота обработки зависят от параметров импульсных разрядов, полярности электродов и теплофизических свойств обрабатываемых материалов.

Ультразвуковые установки используются для размерной обработки, сварки, пайки, очистки изделий, для интенсифика­ции электролитических и химических процессов, а также для дефектоскопии. Необходимо изучить конструкции магнитострикционных и пьезоэлектрических преобразователей, а также акустических трансформаторов скорости. Следует изучить принцип работы и схемы различных устройств, использующих ультразвуковые методы.