Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

На машинах точечной и рельефной сварки 6'шш соот­ ветствует рабочему сварочному току, продолжающемуся несколько периодов и остающемуся при управлении син­ хронными контакторами постоянным по величине

Рис. 5-8. Осциллограммы токаи напряжения точечной сварочной машины типа ТСК-75.

(рис. 5-8—5-11). При асинхронных контакторах на <Sn,iK накладывается апериодическая составляющая. На маши­ нах стыковой сварки с оплавлением S am имеет место в момент осадки, как показано на рис. 5-13.

Рис. 5-9. Осциллограммы токаи напряжения точечной сварочной машины типа ТТБ-75.

Практически величина 5ШіК зависит от многих факто­ ров — режима работы, раствора электродов, сорта стали, ступени напряжения и др.

Рис. 5-10. Осциллограммы тока и напряжения шовной сварочной машины.

Машины контактной сварки относятся к потребите­ лям с резко переменным режимом и создают пиковые нагрузки с большой частотой, вследствие чего в сети возникают колебания напряжения, недопустимые для пита­ ния освещения и радиоприборов электроники. Согласно

147

ГОСТ 13109-67 колебания напряжения у ламп до 1,5% при наличии резко переменных нагрузок не ограничиваются частотой (см. пример 4-2). При других частотах колебания напряжения ограничиваются величиной ѵ( = 1 -|- 6/«, %, где п — число колебаний в час. На рис. 5-12 приведены кривые влияния мигания света в зависимости от колеба­ ния напряжения и частоты колебаний по материалам IEEE

U, В І , А ;

Рис. 5-11. График нагрузки стыковой сварочной машины соплавлением типа ССМ-750.

[Л. 1-16], из которых видно, что наиболее чувствительная для глаза частота мигания составляет 5—8 раз в секунду. При повышении частоты до «частоты слияния» (42 раза

всекунду) глаз не различает мигания, что используется

вкинотехнике, где глаз видит непрерывное изображение. Почти все машины контактной электросварки являются

однофазными с повторно-кратковременным режимом ра­ боты. Работая в группе, они создают суммарный график в виде случайных пиков большой частоты и малой продол­ жительности с паузами, заполненными некоторой средней нагрузкой (рис. 5-2). Общепринятый получасовой расчет-

148

ньш максимум нагрузки здесь не применим, и расчет для машин контактной электросварки следует вести для сле­ дующих видов нагрузки:

1)средней — для учета расхода электроэнергии и вы­ бора средств компенсации реактивной мощности;

2)среднеквадратичной — для выбора элементов сети по нагреву;

3)пиковой — для проверки выбранных по нагреву

элементов по колебаниям напряжения.

Рис. 5-12. Кривые мигания света»

1 — порог раздражения; 2 — порог видимости мигания. Аб­ сцисса А — частота колебаний; Б — время между колебаниями.

Для расчета средних нагрузок предварительно все машины распределяются по фазам AB, ВС и СА таким образом, чтобы получить наиболее равномерную нагрузку. Определяются средние мощности отдельных одноточечных, шовных и рельефных машин по формуле

где Snacn— паспортная мощность сварочной машины, кВ • А; К 3 — коэффициент загрузки сварочной машины, отн. ед.;

149

включения, tCB— время сварки, с; N — число деталей, свариваемых в час.

Рекомендуемые пределы средних значений К зс и ПБф С, полученные в результате статистической обработки материалов обследований действующих установок, при­

ния импортных точечных и многоточечных машин показали, что для точечных

трансформаторов машины; ПВфС— фактическая продол­ жительность включения данной группы сварочных транс­ форматоров; т — число трансформаторов в группе, вклю­ чаемых одновременно.

Средняя мощность одной стыковой сварочной машины

150

где б'под, S oua и S ос — мощности на стадии подогрева, оплавления и осадки; іпод, іопл и toc — время подогрева, оплавления и осадки, с; £ц — время цикла сварки, вклю­ чая паузу, с.

Значения мощностей и времени подогрева, оплавления и осадки зависят от сечения свариваемого металла и опре­ деляются по кривым рис. 5-13; полное время цикла зави­ сит от заданной производительности — числа изделий в час.

Рис. 5-13. Зависимость мощности и времени сварки оплавлением с подогревом от сечения свариваемого ме­ талла.

Общая средняя нагрузка на плечи фаз, например AB,

П

1

где n — число машин, подключенных к данной паре фаз; $ а — средняя мощность отдельной машины.

Среднеквадратичная нагрузка для одноточечных, шов­ ных и рельефных машин

где т — число трансформаторов, включаемых одновре­ менно.

151

Для стыковых сварочных матпин

(5-32)-

Среднеквадратичная нагрузка плеч фаз AB, ВС, СА

При небалансах нагрузок по фазам не выше 15% экви­ валентная трехфазная нагрузка принимается равной трой­ ной нагрузке наиболее загруженной фазы, а при небалансе более 15% определяется по формуле (5-19).

Для расчета групповых пиковых нагрузок, т. е. нало­ жения пиков нагрузок отдельных машин, используется математический аппарат теории массового обслуживания. Согласно этой теории процесс включения сварочных машин и их работа рассматриваются как случайный поток состоя­ ний системы [Л. 5-6].

Пусть имеется п сварочных машин и необходимо опре­ делить вероятность случайного совпадения включения т из них, где 0 < т < п. Если в момент времени t свароч­ ная машина отключена, то вероятность того, что она будет включена (поступит требование — по терминологии ука­ занной теории) до момента t + At равна Х А t плюс прене­ брежимо малые члены (при At -►0), где X — параметр потока — выражает среднее число включений (требова­ ний) в единицу времени:

1

■паузы

Если, в момент I сварочная машина включена (обслу­ живается), то вероятность того, что она будет отключена до момента t -1- Аt равна цД£ плюс пренебрежимо малые члены (при At -> 0), где ц — параметр обслуживания — выражает среднее число включенных машин (обслуживаний) в единицу времени:

1

где tcЕ — время сварки.

Будем считать, что система находится в состоянии Е т, если включено т машин. Всего при п машинах возможно конечное число (п + 1) состояний системы

152

Если система находится в состоянии Ё т, то п — пі машин не работают и вероятность включения еще одной машины (требования) в интервале АI равна (п — т) k&t плюс пренебрежимо малые члены (при Аt 0). Веро­ ятность же того, что одна из т сварочных машин будет

Описанная схема процесса соответствует по теории массового обслуживания одной из «схем типа процесса размножения и гибели», в которой поток и обслуживание подчиняются закону Пуассона, а очередь никогда не обра­ зуется, так как отказов требованиям нет. При этом Кт и р,т являются функциями переменной:

Кп = (п — т)К и рт = т\і.

В теории массового обслуживания показано, что рас­ пределение случайной величины т в этом процессе под­ чиняется биномиальному закону, выражаемому для веро­ ятности совпадения включения т машин формулой

Тогда вероятность совпадения работы т машин из общего числа п при данном П /і(),

Эта вероятность регламентируется условиями техноло­ гии сварки и соответствует допустимому проценту брака от понижения напряжения ниже предельно допустимого.

Рассчитав сеть на допустимую потерю напряжения при совпадении пиков т машин, получим' процент брака от недопустимой потери напряжения, равный вероятности Р т. Допустимый процент брака сварки зависит от назна­

153