Xử lý sai lệch công suất cho máy hàn

Việc điều chỉnh hệ số công suất cho máy hàn đòi hỏi một cấu hình tải bao gồm các chu kỳ hoạt động ngắn, xung dòng điện, hài âm và thời gian chờ. Một xưởng hàn có thể đạt được hệ số công suất trung bình hợp lý mà vẫn tạo ra các điều kiện tức thời kém chất lượng tại máy biến áp hoặc máy nạp. Kế hoạch điều chỉnh nên xác định ranh giới đo lường, phân biệt chuyển vị PF với giá trị thực của PF, phối hợp các cuộn cảm với máy hàn và xem xét SVG động khi nhu cầu phản kháng thay đổi quá nhanh đối với thiết bị có cấu trúc bậc thang.

The Trang sản phẩm CNBYG SVG Cung cấp bối cảnh cho bộ điều chỉnh có thể điều chỉnh liên tục. Công suất cuối cùng, ưu tiên hài hòa, vị trí CT và cài đặt bảo vệ phải dựa trên các máy đã được đo và nghiên cứu ngắn mạch và phối hợp đã được phê duyệt.

Tại sao tải trọng hàn cần được nghiên cứu khác nhau

Các máy hàn bằng điện trở, máy hàn bằng tia điện, các tế bào robot và máy hàn biến tần không tạo ra dạng sóng tương tự nhau. Một số tải có chu kỳ gián đoạn; còn những tải khác có chu kỳ tương đối ổn định nhưng có những đỉnh dòng điện cao. Các máy biến áp và cáp phải chịu ảnh hưởng của hệ số công suất, phân bố pha, biến đổi điện áp và dòng điện hài hòa. Một giá trị đo trung bình được thực hiện trong thời gian nghỉ có thể che giấu tình trạng dòng điện cao gây ảnh hưởng đến nguồn điện.

Xác định từng máy, công suất đầu vào, chu trình xử lý, hành vi khởi động/dừng, loại điều khiển và pha cấp nguồn. Ghi lại công suất kW, kvar, điện áp, dòng điện, hệ số công suất (PF), tổng công suất không tải (THD) và các đơn vị hài hòa riêng lẻ tại đầu vào chính và tại các máy hàn đại diện. Bao gồm trạng thái chờ, một máy, một số máy đồng bộ và chu trình sản xuất tối đa.

Bảng quyết định chẩn đoán

Định nghĩa về PF và ranh giới đo lường

Hãy hỏi chủ sở hữu thiết bị và nhà máy xem mục tiêu là PF chuyển đổi, PF thực, PF nhu cầu hay một giá trị cụ thể cho hóa đơn thanh toán. Các biến tần hàn có thể có độ biến dạng dòng điện khiến PF thực thấp hơn PF chuyển đổi. Một tụ điện có thể cải thiện thành phần chuyển đổi trong khi phần thành phần hài hòa hầu như không thay đổi.

Đánh dấu vị trí CT trên một sơ đồ một dòng. Một máy CT cấp thợ hàn có thể cho thấy sự cải thiện, trong khi máy chính vẫn còn thấy một tế bào hàn khác, dòng từ tính của máy biến áp hoặc một nguồn hài hòa. Xác nhận tỷ lệ CT, pha, cực, tải và tham chiếu điện áp với một thiết bị phân tích độc lập. Hướng dẫn điều chỉnh dòng điện phản ứng SVG Giải thích lý do tại sao lỗi về biên giới và dấu hiệu thường bị nhầm lẫn với tình trạng dung lượng không đủ.

Chọn chế độ bù đắp có bước hoặc động

Các tụ điện cố định hoặc có bước có thể đáp ứng nhu cầu phản kháng tương đối ổn định và chậm. Chúng cần thiết bị chuyển mạch phù hợp, các điện trở xả, bảo vệ và thời gian bật/tắt tối thiểu. Các xung hàn có thể quá nhanh hoặc không đều để bộ chuyển đổi có thể theo kịp. Việc chuyển đổi nhanh có thể làm giảm tuổi thọ của linh kiện và tạo ra dấu vết PF không ổn định.

Một SVG có thể phản hồi liên tục với dòng điện thay đổi và có thể chia sẻ dòng điện với các chức năng hài hòa hoặc không cân bằng. Dòng điện được chia sẻ đó phải được tính đến khi định cỡ. Hướng dẫn về điện áp lưới và công suất SVG Giải thích lý do kvar có sẵn thay đổi khi điện áp thay đổi. Đối với tải điện xung tần số cao, hãy đánh giá đáp ứng điều khiển, giới hạn dòng điện và tải nhiệt thay vì giả định kvar trên nhãn hiệu có sẵn cho mọi chức năng.

Sử dụng bố cục kết hợp chỉ khi các ưu tiên được xác định rõ ràng. Một vách ngăn có bậc nhỏ có thể cung cấp nền tảng ổn định, trong khi SVG có thể xử lý sự biến đổi, nhưng vách ngăn không được chuyển sang trạng thái khác khi có sự thay đổi tạm thời, điều này sẽ biến mất trước khi sân khấu ổn định lại. Xác định bộ điều khiển nào là bộ điều khiển chính, khoảng chết, độ trễ, tải tối thiểu và trường hợp dự phòng.

Kích thước theo chu kỳ làm việc được đo

Sử dụng dữ liệu đồng bộ từ công thức sản xuất thực tế. Tính toán lượng tiêu hao phản ứng tại biên giới đã chọn và chuyển đổi sang dạng hiện tại. Đối với hệ thống ba pha:

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

Sau đó, hãy đánh giá tổng dòng RMS, dòng hài hòa, các đỉnh không cân bằng và thời gian ngắn. Nếu SVG có ưu tiên dòng điện giữa chế độ phản kháng, hài hòa và bù dòng nối âm, hãy dành phần yêu cầu trước khi quyết định quy mô danh định. Một buồng hàn không hoạt động trong phần lớn thời gian sẽ vẫn có thể tạo ra đỉnh dòng trong phần hoạt động của chu kỳ.

Không nên chọn công suất dựa trên công suất trung bình của một chu trình. Hãy sử dụng chu trình tối đa cùng lúc, điện áp thấp nhất và môi trường xung quanh được phê duyệt. Bao gồm trở kháng của máy biến áp, độ tụ của cáp và bất kỳ chế độ phát điện hoặc UPS nào. Nếu không đạt được mục tiêu trong một chu kỳ, hãy ghi lại giới hạn và quyết định liệu giải pháp là tăng thêm công suất, thay đổi ranh giới, gia cố lưới điện hoặc sắp xếp chu trình sản xuất khác nhau.

Điều phối các chức năng điều khiển và chuyển đổi

Đặt thời gian bật/tắt tối thiểu cho các tầng tụ điện và khóa chúng trong quá trình bắt đầu hàn nếu nghiên cứu về chuyển mạch yêu cầu như vậy. Đối với một SVG, hãy xác định dải mục tiêu, giới hạn dẫn dắt và thứ tự ưu tiên. Đảm bảo CT ghi nhận tải trọng mà bộ điều khiển dự định khắc phục. Nếu nhiều máy hàn chia sẻ một bus, hãy đảm bảo dòng điện đo được không bị chậm trễ hoặc lọc quá mạnh đến mức bộ điều khiển không phản ứng với chu kỳ cũ.

Nếu một máy phát điện cung cấp cho xưởng hàn, hãy kiểm tra bộ điều chỉnh điện áp, tải tối thiểu và dung sai hài hòa của máy phát điện. Các sự kiện chuyển mạch có thể thay đổi phạm vi điều chỉnh an toàn. Hướng dẫn về yêu cầu cài đặt SVG bao gồm việc loại bỏ nhiệt, việc đưa cáp vào và việc tiếp cận dịch vụ. Danh sách kiểm tra khi vận hành SVG Cung cấp cấu trúc bản ghi cho các kiểm tra CT, các khóa liên động, dấu vết và báo động.

Kiểm tra chấp nhận đối với chu trình hàn

Việc chấp nhận phải tái tạo lại chuỗi hàn đồng thời đòi hỏi khắt khe nhất. Ghi lại điện áp, dòng điện, kW, kvar, vị trí di chuyển PF, PF thực, THD, các chuỗi hài hòa, trạng thái tụ điện, dòng điện SVG, nhiệt độ và cảnh báo tại đầu vào và các đầu vào đại diện. Lặp lại với một thợ hàn, nhiều thợ hàn, thời gian không hoạt động và dừng tự động.

Kiểm tra xem nguồn không bị chập giữa các chu kỳ, các bước của tụ điện không bị theo dõi và SVG không vượt quá giới hạn dòng điện không được ghi trong tài liệu. Kiểm tra độ chênh lệch điện áp và sự hồi phục tại máy hàn và nguồn. Để thực hiện các phương pháp đo lường, hãy sử dụng Đơn vị trong danh mục IEC 61000-4-30 Là tài liệu tham khảo và tuân theo thông số kỹ thuật của dự án.

Hãy lưu giữ công thức hàn, dấu thời gian, trạng thái máy và trạng thái bộ điều khiển với mỗi lần theo dõi. Một bản ghi chấp nhận có thể lặp lại sẽ hữu ích hơn so với một ảnh chụp màn hình PF đơn lẻ vì tải trọng thay đổi nhanh chóng.

Những sai lầm phổ biến cần tránh

Không nên cho rằng chỉ số PF trung bình hàng ngày đại diện cho tải hàn xung. Không nên chọn công suất tụ kvar từ nghiên cứu động cơ hoặc máy biến áp mà không đo chu kỳ hàn. Không nên để bộ chuyển đổi theo dõi từng xung mà không có thời gian tối thiểu. Không nên đánh giá một bộ bù động lực học chỉ dựa vào kvar mà bỏ qua thông số dòng RMS, ưu tiên hài hòa và độ lệch pha.

Một lỗi khác là khi bộ điều khiển máy hàn bị ảnh hưởng bởi một số tế bào và một máy biến áp, việc điều chỉnh lại phải được thực hiện đồng thời. Vẽ một đường, chọn ranh giới và kiểm tra CT trước khi điều chỉnh. Nếu lịch trình sản xuất thay đổi, hãy lặp lại quá trình nghiên cứu; công suất trước đây có thể không còn đáp ứng được yêu cầu hoạt động đồng thời.

Bảo quản kết quả thử hàn có thể lặp lại

Hãy lưu trữ công thức hàn, kết hợp máy móc, dấu thời gian, nút ngắt biến áp, trạng thái bộ điều khiển và cài đặt máy phân tích cùng với mọi dấu vết. Nhãn các khoảng thời gian yên tĩnh giữa các xung hàn cũng như các xung hoạt động. Điều này giúp xác định liệu một bước tụ điện có còn kết nối sau một chu kỳ hay không hoặc liệu một SVG đã đạt đến giới hạn dòng điện hài hòa hay không.

Nếu thêm một robot, máy hàn hoặc thiết bị cố định mới, hãy lặp lại chuỗi thao tác đồng thời tối đa trước khi thay đổi mục tiêu. Hãy duy trì cài đặt khôi phục và có phương án dự phòng an toàn cho trường hợp mất kết nối. Một xu hướng ngắn với cùng một công thức trên hai ca làm việc sẽ hữu ích hơn so với một mức trung bình từ một sự pha trộn sản xuất khác. Hãy xem lại dữ liệu bất cứ khi nào bộ vi điều khiển biến áp, bộ cấp liệu hoặc điều khiển hàn thay đổi.

Các câu hỏi thường gặp

Máy hàn luôn cần một bộ tụ điện không?

Không. Yêu cầu phụ thuộc vào định nghĩa PF được đo, chu kỳ làm việc, quy tắc sử dụng và hàm lượng hài. Một số máy hàn biến tần cần quản lý hài hơn là hàm lượng kvar tổng thể.

Tại sao PF có vẻ chấp nhận được trong khi máy biến áp vẫn nóng?

Điện áp và dòng điện không đồng đều có thể làm tăng dòng điện RMS và tổn thất ngay cả khi giá trị PF của biến đổi không quá cao. Kiểm tra giá trị PF thực, THD và dòng điện tại ranh giới của máy biến áp.

SVG có phù hợp để xử lý tải hàn xung không?

Điều này có thể xảy ra khi việc xác nhận đáp ứng dòng điện, ưu tiên dòng điện, nhiệm vụ nhiệt và vị trí đặt CT được thực hiện. Không nên giả định rằng dòng điện trên bảng thông số đầy đủ có sẵn để hỗ trợ dòng điện phản kháng khi bộ lọc hài hoạt động.

Thử nghiệm chấp nhận nên tái hiện những gì?

Chu trình hàn đồng thời tối đa, các tế bào riêng lẻ và kết hợp, khoảng thời gian chờ, khởi động và dừng, với nguồn và bộ cấp điện đồng bộ, PF, THD, dòng điện, trạng thái bộ điều khiển và các cảnh báo.

Kết luận

Việc hiệu chỉnh hệ số công suất cho máy hàn là một vấn đề về dạng sóng và chu kỳ công suất cũng như một vấn đề về kvar. Đo lường chuỗi sản xuất thực tế, xác định ranh giới chính xác, phân tách vị trí chuyển động và hệ số công suất thực sự, đồng thời phối hợp các thiết bị có bước tiến hoặc một SVG với các thiết bị điều khiển hàn. Xác nhận kết quả trong chu kỳ đồng thời khắc nghiệt nhất và giai đoạn yên tĩnh sau đó.

Video trung lập: nền có hệ số công suất

Bài giảng NPTEL dưới đây cung cấp bối cảnh giáo dục trung lập về hệ số công suất và công suất phản kháng. Bài giảng này không phải là khuyến nghị về sản phẩm.