การปรับค่ากำลังไฟฟ้าสำหรับเครื่องเชื่อม

การปรับค่ากำลังไฟฟ้าสำหรับเครื่องเชื่อมจำเป็นต้องมีโปรไฟล์โหลดที่รวมถึงช่วงการทำงานที่สั้น ๆ การกระตุ้นกระแสไฟฟ้า การแปรผันของสัญญาณและช่วงการทำงานที่ว่างเปล่า การทำงานของเครื่องเชื่อมในร้านซ่อมเครื่องเชื่อมสามารถแสดงค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่เหมาะสมได้ ในขณะเดียวกันก็ยังคงสร้างสภาพการทำงานที่แย่ลงอย่างฉับพลันที่ตัวหม้อแปลงหรือตัวจ่ายกระแสไฟฟ้า แผนการปรับค่ากำลังไฟฟ้าควรกำหนดขอบเขตการวัดแยกแยะระหว่าง PF ที่แท้จริงและ PF ที่เป็นผลจากการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า (PF displacement) ควบคุมคอนเดนเซอร์ให้สัมพันธ์กับเครื่องเชื่อม และพิจารณาการใช้ SVG แบบไดนามิกเมื่อความต้องการกำลังไฟฟ้าที่เกิดจากการทำงานแบบสะท้อนกลับเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเกินไปสำหรับอุปกรณ์แบบมีเกียร์หลายเกียร์.

เดอะ หน้าผลิตภัณฑ์ CNBYG SVG มอบบริบทสำหรับตัวปรับแรงดันแบบปรับได้ตามความต้องการ ตัวควบคุมกำลังไฟฟ้าสูงสุด ความสำคัญของสัญญาณรบกวน ตำแหน่งของตัวตรวจจับและค่าการป้องกันต้องขึ้นอยู่กับเครื่องจักรที่วัดได้และการศึกษาการป้องกันการลัดวงจรและการประสานงานที่ได้รับอนุญาต.

เหตุใดภาระการเชื่อมจึงต้องมีการศึกษาที่แตกต่างกัน

เครื่องเชื่อมแบบทนไฟ เครื่องเชื่อมแบบลวดโค้ง และเครื่องเชื่อมแบบอินเวอร์เตอร์ จะไม่สร้างคลื่นไฟแบบเดียวกัน บางโหลดมีการทำงานแบบสลับกัน ในขณะที่บางโหลดมีวงจรทำงานที่ค่อนข้างคงที่ แต่มีระดับกระแสที่สูงขึ้น โดยเฉพาะเครื่องแปลงกระแสและสายไฟ ซึ่งจะได้รับผลรวมของค่ากำลังไฟฟ้า ค่าการกระจายเฟส ความผันผวนของแรงดัน และกระแสแอมพลิฟายเออร์ โดยค่าเฉลี่ยที่ได้จากการวัดในช่วงพักอาจทำให้มองไม่เห็นสถานการณ์ที่ส่งผลต่อแหล่งจ่ายไฟ.

ระบุเครื่องจักรแต่ละเครื่อง รวมถึงค่ากำลังไฟฟ้าที่ระบุไว้ รอบการทำงาน การเปิด/ปิด การควบคุม ประเภทการควบคุม และเฟสจ่าย พิมพ์ไว้ในแบบแผน kW, kvar, แรงดันไฟฟ้า กระแส PF, THD และลำดับความถี่ตามลำดับ โดยบันทึกที่เครื่องหลักและที่ตัวเติมเชื่อมที่เหมาะสม รวมทั้งข้อมูลการทำงานที่ไม่ได้ใช้ เช่น การทำงานของเครื่องเดียวหลายเครื่อง หรือการทำงานของเครื่องเชื่อมหลายเครื่องพร้อมกัน และลำดับการผลิตสูงสุด.

ตารางการตัดสินใจทางวินิจฉัย

นิยามคำว่า PF และขอบเขตการวัด

ถามผู้ให้บริการและเจ้าของโรงไฟฟ้าว่าเป้าหมายคือค่า PF ที่เคลื่อนที่ได้ (displacement PF), PF ที่แท้จริง (true PF), PF ตามความต้องการ (demand PF) หรือค่าที่เฉพาะเจาะจงกับค่าการเรียกเก็บเงิน (billing-specific value) ตัวแปลงไฟสำหรับงานเชื่อมอาจมีค่าการบิดเบือนของกระแสไฟฟ้าที่ทำให้ค่า PF ที่แท้จริงต่ำกว่าค่า displacement PF ตัวเก็บประจุอาจช่วยปรับปรุงค่า displacement ได้ในขณะที่ยังคงค่า harmonic component ไว้ในระดับที่ค่อนข้างคงที่.

ระบุตำแหน่ง CT ในแผนภาพแบบเดียวบรรทัดเดียว CT ระดับช่างเชื่อมสามารถแสดงการปรับปรุงได้ ในขณะที่เครื่องรับสัญญาณหลักยังคงเห็นเซลล์เชื่อมต่ออีกหนึ่งเซลล์ แรงแม่เหล็กของหม้อแปลงกำลังปรับหรือแหล่งสัญญาณแปรค่า ขณะเดียวกันก็สามารถตรวจสอบอัตราส่วนของ CT, เฟส, โพลิการ์ด, ความรับภาระ และค่าแรงไฟฟ้าด้วยเครื่องวิเคราะห์อิสระ คู่มือการชดเชยกระแสไฟฟ้าแบบตอบสนองได้ของ SVG อธิบายว่าทำไมข้อผิดพลาดในการกำหนดขอบเขตและสัญญาณจึงมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นข้อผิดพลาดที่เกิดจากความไม่เพียงพอของความสามารถ.

เลือกการชดเชยแบบขั้นบันไดหรือแบบไดนามิก

ตัวเก็บประจุแบบคงที่หรือแบบมีขั้นบันไดเหมาะกับความต้องการของโหลดแบบมีอิทธิพลที่คาดการณ์ได้และมีความเร็วค่อนข้างต่ำ พวกมันต้องการอุปกรณ์สลับที่เหมาะสม, ตัวต้านทานการปล่อยกระแสไฟฟ้า, การป้องกัน และเวลาเปิด/ปิดที่ต่ำสุด. การกระตุ้นการเชื่อมแบบรวดเร็วอาจมีความเร็วหรือไม่สม่ำเสมอจนเกินไปสำหรับตัวรีเลย์ที่จะสามารถติดตามได้ การสลับที่รวดเร็วอาจทำให้อายุการใช้งานของชิ้นส่วนสั้นลงและก่อให้เกิดรอยสัญญาณ PF ที่ไม่คงที่.

SVG สามารถตอบสนองได้อย่างต่อเนื่องต่อกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงได้ และสามารถแบ่งปันกระแสไฟฟ้ากับฟังก์ชัน Harmonic หรือ Unbalance ได้ โดยกระแสไฟฟ้าที่แบ่งปันนั้นจะต้องถูกรวมอยู่ในการกำหนดขนาด คู่มือการคำนวณแรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟของกริด อธิบายว่าทำไม kvar ที่มีอยู่จึงเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า สำหรับโหลดแบบกระตุ้นความถี่สูง ให้ประเมินการตอบสนองการควบคุม กำลังไฟจำกัด และความร้อนเกิน โดยไม่ต้องพึ่งพา kvar ที่ระบุไว้ในฉลากผลิตภัณฑ์สำหรับฟังก์ชันทุกอย่าง.

ควรใช้การจัดวางแบบผสมผสานเฉพาะเมื่อมีความสำคัญชัดเจนเท่านั้น บันไดขั้นบันไดขนาดเล็กสามารถมอบพื้นฐานที่มั่นคงได้ ในขณะที่ SVG สามารถจัดการกับความผันผวนได้ แต่บันไดนั้นไม่ควรเปลี่ยนไปตามสัญญาณชั่วคราวที่อาจหายไปก่อนที่เวทีจะเข้าสู่ตำแหน่งที่เหมาะสม กำหนดว่าตัวควบคุมใดเป็นตัวหลัก คือ deadband, delay, minimum load และ fallback.

ขนาดตามรอบการทำงานที่วัดได้

ใช้ข้อมูลที่สอดคล้องกันจากสูตรการผลิตจริง คำนวณความต้องการของอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ตามขอบเขตที่เลือก และแปลงเป็นค่าปัจจุบัน สำหรับระบบสามเฟส:

[
I_Q = \frac{Q}{\sqrt{3}V_{LL}}{
]

จากนั้นจึงประเมินกระแส RMS รวม กระแสแอมพลิจูด ความไม่สมดุล และจุดสูงสุดที่เกิดขึ้นเป็นระยะสั้น หาก SVG มีลำดับความสำคัญของกระแสระหว่างการชดเชยแบบรีแอคทีฟ แอมพลิจูด และแบบเชิงลบ ต้องมีการสำรองส่วนที่จำเป็นก่อนตัดสินใจเลือกขนาดที่เหมาะสม เซลล์เชื่อมที่ว่างเปล่าไปมากที่สุดในชั่วโมงนั้นยังสามารถขับเคลื่อนกระแสสูงสุดของหม้อแปลงหรือตัวส่งสัญญาณได้ในช่วงที่กำลังดำเนินการอยู่.

อย่าเลือกขนาดตามค่าเฉลี่ยของกำลังไฟที่ใช้ในแต่ละรอบการทำงาน ควรใช้รอบการทำงานสูงสุด แรงดันไฟฟ้าต่ำสุด และอุณหภูมิภายนอกที่กำหนดไว้ รวมทั้งค่าต้านทานของหม้อแปลง การลดกำลังไฟลง และโหมดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือ UPS หากไม่สามารถบรรลุเป้าหมายได้ในรอบการปั่นไฟ ควรบันทึกข้อจำกัดดังกล่าวและตัดสินใจว่าควรใช้กำลังไฟเพิ่มเติม แนวทางแก้ไขที่เหมาะสมคือการเพิ่มกำลังไฟเพิ่มเติม หรือปรับขอบเขตการทำงานให้เหมาะสมขึ้น หรือเสริมความแข็งแรงให้กับสายส่ง หรือปรับการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้สอดคล้องกับสถานการณ์.

การควบคุมและการสลับการทำงานร่วมกัน

ตั้งค่าเวลาเปิด/ปิดขั้นต่ำสำหรับวงจรคาปาซิเตอร์ และบล็อกการทำงานในระหว่างการเริ่มการเชื่อม หากการศึกษาการสลับกำลังไฟฟ้าจำเป็นต้องทำ สำหรับ SVG ให้กำหนดแถบเป้าหมาย, ขีดจำกัดสูงสุด และลำดับความสำคัญ ตรวจสอบให้แน่ใจว่า CT จับภาพโหลดที่ตัวควบคุมถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไข หากเครื่องเชื่อมหลายเครื่องใช้บัสเดียวกัน ให้ตรวจสอบว่ากระแสที่วัดไม่ได้ถูกเลื่อนหรือกรองหนักจนทำให้ตัวควบคุมตอบสนองต่อรอบการเชื่อมที่เก่าแล้ว.

หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าให้กับโรงงานเชื่อม ให้ตรวจสอบตัวควบคุมแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความจุขั้นต่ำ และความทนทานต่อสภาวะแปรปรวนต่างๆ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการส่งข้อมูลอาจทำให้ช่วงการปรับค่าที่ปลอดภัยเปลี่ยนแปลงได้ คู่มือข้อกำหนดการติดตั้ง SVG ครอบคลุมการระบายความร้อน การติดตั้งสายเคเบิล และการเข้าถึงการบริการ รายการตรวจสอบการใช้งาน SVG ให้โครงสร้างบันทึกสำหรับการตรวจสอบด้วย CT, การล็อค, การติดตาม และการแจ้งเตือน.

การทดสอบการยอมรับสำหรับวงจรการเชื่อม

การรับรองควรจำลองขั้นตอนการเชื่อมแบบพร้อมกันที่เข้มงวดที่สุด บันทึกแรงดันไฟฟ้า, กระแส, กิโลวัตต์, คิวแรค, ระยะเคลื่อนที่ของฟิวส์ฟลักซ์ (PF), ฟิวส์ฟลักซ์ที่แท้จริง (True PF), THD, ระดับความอิ่มตัวของสัญญาณรบกวน (harmonic orders), สถานะของตัวเก็บประจุ (capacitor state), กระแสของตัวเก็บประจุ (SVG), อุณหภูมิ และสัญญาณเตือนที่อินพุทและตัวส่งสัญญาณตัวแทน.

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟไม่เกิดการไหลระหว่างรอบการทำงาน, ขั้นตอนของตัวเก็บประจุไม่หลุดไปจากตำแหน่งเดิม และ SVG ไม่เกินขีดจำกัดกระแสที่ยังไม่ได้ระบุไว้ ตรวจสอบความแตกต่างของแรงดันระหว่างแหล่งจ่ายไฟและเครื่องเชื่อม และใช้วิธีการวัดดังนี้ รายการในแคตตาล็อก IEC 61000-4-30 เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงและปฏิบัติตามข้อกำหนดของเครื่องมือโครงการ.

เก็บสูตรการเชื่อม, เวลาที่ทำ, สถานะของเครื่องจักร และสถานะของตัวควบคุมไว้กับทุกการติดตาม การบันทึกการยอมรับที่สามารถทำซ้ำได้จะมีความสำคัญมากกว่าภาพหน้าจอ PF ตัวเดียว เนื่องจากโหลดจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว.

ข้อผิดพลาดทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง

อย่าสันนิษฐานว่าค่า PF เฉลี่ยรายวันเป็นค่าโหลดจากการเชื่อมแบบกระแสสลับ อย่าเลือกค่า kvar ของตัวเก็บประจุจากงานวิจัยเกี่ยวกับมอเตอร์หรือหม้อแปลงโดยไม่ทำการวัดรอบการเชื่อม อย่าปล่อยให้รีเลย์ตามจังหวะของแต่ละการเชื่อมโดยไม่กำหนดระยะเวลาขั้นต่ำ อย่าประเมินค่า compensator แบบไดนามิกเพียงแค่ kvar โดยไม่คำนึงถึงค่า RMS current, priority ของฮาร์มอนิก และความไม่สมดุล.

ข้อผิดพลาดอีกอย่างคือการปรับตั้งตัวส่งกระแสไฟฟ้าขณะที่เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากเซลล์หลายเซลล์และหม้อแปลงไฟฟ้า วาดเส้นหนึ่งเลือกขอบเขตและตรวจสอบ CT ก่อนที่จะปรับตั้งค่า หากกำหนดการผลิตมีการเปลี่ยนแปลงให้ทำซ้ำการศึกษาเดิม เนื่องจากกำลังการผลิตก่อนหน้านี้อาจไม่เพียงพอต่อการใช้งานพร้อมกัน.

รักษาการทดสอบการเชื่อมที่สามารถทำซ้ำได้

บันทึกสูตรการเชื่อม, ชุดเครื่องจักร, เวลาที่บันทึก, การเปิด-ปิดของหม้อแปลง, สถานะของตัวควบคุม และการตั้งค่าของเครื่องวิเคราะห์ พร้อมกับข้อมูลทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับแต่ละการเชื่อม การติดฉลากช่วงเวลาที่เงียบระหว่างการเชื่อม และการติดฉลากการเชื่อมที่ใช้งานอยู่ การทำเช่นนี้จะทำให้ทราบได้ว่า Capacitor Step ยังคงเชื่อมต่ออยู่หลังจากรอบการเชื่อมหรือไม่ หรือว่า SVG มีการเกินขีดจำกัดของกระแส Harmonic Current.

หากมีการเพิ่มหุ่นยนต์ ช่างเชื่อม หรืออุปกรณ์ติดตั้งใหม่ ให้ทำซ้ำการทำงานตามลำดับสูงสุดก่อนเปลี่ยนเป้าหมาย การตั้งค่าการย้อนกลับและการสำรองข้อมูลสำหรับกรณีที่เกิดการขาดการสื่อสารควรทำไว้เสมอ แนวโน้มระยะสั้นที่มีสูตรการทำงานแบบเดียวกันในสองรอบการผลิตจะให้ประโยชน์มากกว่าการเฉลี่ยจากสูตรที่แตกต่างกัน การตรวจสอบบันทึกควรทำทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลง ตัวป้อน หรือเฟิร์มแวร์ควบคุมการเชื่อม.

คำถามที่มักถูกถาม

เครื่องเชื่อมต้องใช้แบตเตอรี่เก็บประจุเสมอหรือไม่

ไม่จำเป็นต้องมี การจำเป็นต้องใช้ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความของ PF ที่วัดได้ ช่วงอัตราการทำงาน โหลด และเนื้อหาของสัญญาณแอมพลิจูดบางส่วนของเครื่องเชื่อมแบบอินเวอร์เตอร์จำเป็นต้องมีการจัดการสัญญาณแอมพลิจูดมากกว่าสัญญาณแอมพลิจูดแบบทั่วไป.

ทำไม PF ถึงดูน่ารับได้ในขณะที่หม้อแปลงยังร้อนอยู่

กระแสที่สมดุลและไม่สมดุลอาจทำให้กระแส RMS และการสูญเสียเพิ่มขึ้น แม้ว่าค่า PF ของเฟสเคลื่อนที่จะดูดีก็ตาม ตรวจสอบค่า PF ที่แท้จริง ค่า THD และกระแสที่ขอบของหม้อแปลง.

SVG เหมาะสำหรับการใช้งานในการเชื่อมแบบกระแสไฟฟ้าหรือไม่

เมื่อการตอบสนอง ความสำคัญของกระแส ความสามารถในการทนความร้อน และการวางตำแหน่ง CT ได้รับการยืนยันแล้ว ไม่ควรสันนิษฐานว่ากระแสที่ระบุไว้ในแผงควบคุมทั้งหมดพร้อมใช้งานสำหรับการสนับสนุนแบบรีแอคทีฟ ในขณะที่ฟิลเตอร์ฮาร์มอนิกกำลังทำงานอยู่.

การทดสอบการยอมรับควรจำลองให้เกิดขึ้นได้อย่างไร

ลำดับการเชื่อมสูงสุดพร้อมกันของเซลล์เดี่ยวและเซลล์รวม, ช่วงว่างขณะรอ, การเริ่มต้นและหยุดทำงาน พร้อมแหล่งจ่ายและแรงดันฟีดเวอร์ที่สอดคล้องกัน, PF, THD, กระแสไฟ, สถานะของตัวควบคุม และสัญญาณเตือน.

บทสรุป

การปรับค่ากำลังไฟฟ้าสำหรับเครื่องเชื่อมเป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับรูปคลื่นและอัตราการทำงานอย่างเท่าเทียมกันกับปัญหา kvar การวัดลำดับการผลิตที่แท้จริง กำหนดขอบเขตที่ถูกต้อง แยกความเคลื่อนไหวและค่ากำลังไฟฟ้าที่แท้จริง และประสานอุปกรณ์แบบเลื่อนหรือ SVG กับระบบควบคุมการเชื่อม วางผลลัพธ์ให้ถูกต้องระหว่างรอบการเชื่อมที่ยากที่สุดและช่วงพักที่ตามมา.

วิดีโอแบบกลางๆ:พื้นหลังค่ากำลังไฟ

บทความวิชาการ NPTEL ด้านล่างนี้ให้ข้อมูลด้านการศึกษาที่เป็นกลางเกี่ยวกับค่ากำลังและกำลังรีแอคทีฟ โดยไม่ได้เป็นการแนะนำผลิตภัณฑ์แต่อย่างใด.