Мы доставляем заказы во все регионы России
Открыть полный каталог
Для чего необходим запас по мощности при подключении сварочного инвертора к генератору
На примере мощных автономных источников для промышленности, мы рассмотрим особенности работы сварочных инверторов от автономных источников электропитания и разберемся, для чего необходим запас по мощности, при подключении сварочного инвертора к генератору.
Все чаще на производстве стали появляется автономные установки, которые оборудованы сварочными постами. К ним можно отнести различные аварийные автомобили, передвижные мастерские по ремонту и т.п. При различных устройствах на шасси этих установок установлены коробки отбора мощности с бензиновым генератором или дизельным генератором, а так же различные потребители, к которым относятся - сварочные посты (места сварщиков, оснащенные оборудованием, связанным между собой технологически). Чаще всего предпочтение, в таких конструкциях, отдают инверторным аппаратам для сварки, из-за их достаточно высокого КПД (8-15 кВт при сварочном токе до 250А), небольшой массе и размерам. Но, к сожалению, немало производителей подобных устройств зачастую к их комплектации подходят формально, ограничиваясь подборкой генератора и источников сварки исходя лишь из мощностных характеристик. И не редко это приводит к поломке самих генераторов и сварочных аппаратов. К подобному примеру можно, так же отнести и устройства рабочего места для процесса сварки от автономного источника в местах неприспособленных к общей сети.
Заметим, что при работе инверторов сварочных от электромашинных автономных источников электропитания важно учитывать особенности и характеристики как тех, так и других. Так под воздействием сварочного трансформатора (индуктивной нагрузке), внешняя характеристика генератора (синхронного) имеет резко снижающийся характер, причем с падением cos понижение напряжения усиливается, это можно увидеть на Рисунке 1 (x>0)
При U=0 (коротком замыкании) все характеристики будут пересекаться в одной точке, которая будет соответствовать значению тока 3-х фазного короткого замыкания.
Так как, большее количество оборудования-потребителей имеют индуктивно-активный характер тока, который они потребляют, то производители генераторов вводят еще одну положительную обратную связь тока для компенсации упадка напряжения при нагрузке. Таким образом, с увеличением тока при нагрузке генератор будет увеличивать напряжение.
У инверторных источников (как потребителей тока), технически емкостный характер системы, из-за этого с повышением тока в нагрузке возрастает само напряжение, а наличие обратной положительной связи по току, ведет к еще большему повышению напряжения. В связи с этим, результатом может быть поломка инвертора или выход из строя генератора из-за перенапряжения.
Структура (схематично) типичного сварочного инверторного источника изображена на Рисунке 2.
3-х фазное напряжение выпрямляется неуправляемыми выпрямителями В и его сглаживает емкостный фильтр CФ. Инвертор И преобразовывает постоянное напряжение в повышенной частоты переменное, которое занижается трансформатором и выпрямляется неуправляемыми выпрямителями, а дальше, через фильтр (индуктивный) LФ поступает в нагрузку RН.
Далее, на Рисунке 3 представлены осциллограммы напряжения (линейного) на входе несложного источника инверторного типа (сварочный ток 150А) при его питании от генератора (синхронного) с мощностью в 30 кВт. Емкость конденсаторного фильтра Cф будет равна 40 mkФ (микрофарад, в них измеряют емкость у конденсаторов).
Из графика видно, что на кривой напряжения (линейного) имеем сильные искажения, а амплитуда около 700В. Понижение емкости фильтра в 3,5 – 4 раза понижает амплитуду напряжения на 90В (до 610В), но в полученной кривой образуется высокочастотная составляющая, равная инвертированной частоте, что весьма не желательно может навредить сварочному инвертору.
При росте потребляемого тока рабочее значение генератора и его напряжение возрастает, важно, что приращение его напряжения будет зависеть от соотношения номинальной и потребляемой мощности генератора.
Так при подсоединении и питании, четырех обычных инверторов с мощностью потребления в 35 кВт, к генератору с номинальной мощность в 100 кВт и номинальным током 180А, напряжение составит 10В, а при подключении такого же количества аппаратов инверторов к генератору с мощностью 60 кВт составит 40 В, при этом амплитуда и значение линейного напряжения возрастет с 540 до 695 В. А синхронный генератор в 30 кВт допустит нормальную работу лишь одного обычного аппарата инверторного типа без принятия дополнительных мероприятий.
Поэтому большинство изготовителей инверторных сварочных источников указывают в инструкциях, что сумма потребляемой мощности не должна будет превышать 50% номинальной мощности генератора (источника питания). В связи с этим возникает потребность заказывать и использовать генераторы, серийно выпускаемые, с двойным запасом мощности, либо использовать генераторы с адаптированными корректорами напряжения для работы с емкостно-активной нагрузкой или приспосабливать сварочные инверторы для нормальной эксплуатации и работы самим.
Отметим, что первые два пути потребует более значительных денежных затрат, второй ведет к большим затратам времени. Давайте же рассмотрим несколько разумных вариантов решения данной проблемы.
- Подключение дополнительных аппаратов или оборудования мощностью в 4 кВт снизит приращение напряжения генератора с мощностью 100 кВт на 4В, а при питании от генератора на 60 кВт на 74В. При этом желательно организовать работу дополнительно подсоединенных аппаратов с устойчивой нагрузкой и потреблением электроэнергии от генератора непрерывно, для того, что бы избежать скачков в напряжении.
- Понижение напряжения при холостом ходе генератора с 380 до 345-360В и повышение до 52 Гц частоты позволит обеспечить нормальную устойчивую работу от генератора мощностью в 60 кВт, т.к. его линейное напряжение возрастет до свойственных ему 380В. Это решение для генераторов с мощностью от 60 кВт.
- Включение индуктивности последовательно в каждый сетевой провод и увеличение в емкостном размере Сф позволит обеспечить работу 2-х источников с потреблением 10-15 кВт от генератора мощностью в 30 кВт. Такой вариант требует вмешательства в сварочный источник и встраивание дополнительных фильтров.
- Иногда необходимо модернизировать регуляторы напряжения генератора (блок корректировки напряжения), так как при ручной дуговой сварке могут возникать низко частотные колебания напряжения, при этих колебаниях мгновенные значения напряжения генератора, смогут превысить допустимое значение напряжения для данного типа инвертора.
- Если, использовать в инверторе LC-фильтр вместо емкостного, то это благоприятно скажется на работе генератора. Эти меры позволяют исключить перенапряжения и использовать генератор на полную мощность.
