Главная страница
Навигация по странице:

  • ИCСЛЕДОВАНИЕ СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА СО СНИЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА

  • История тригонометрии в формулах и аксиомах. Методические указания к лабораторной работе по курсу Электротехнологические установки для студентов всех форм обучения по специальности 100400 Электроснабжение


    Скачать 415.74 Kb.
    НазваниеМетодические указания к лабораторной работе по курсу Электротехнологические установки для студентов всех форм обучения по специальности 100400 Электроснабжение
    АнкорИстория тригонометрии в формулах и аксиомах
    Дата06.10.2018
    Размер415.74 Kb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаИстория тригонометрии в формулах и аксиомах.pdf
    ТипМетодические указания
    #7615
    КатегорияМатематика

    Подборка по базе: Отчёт о работе системы поддержки принятия решений AssistantChoic.

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
    КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
    КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРНЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ
    ПРЕДПРИЯТИЙ
    ИCСЛЕДОВАНИЕ СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
    СО СНИЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА
    Методические указания к лабораторной работе по курсу
    «Электротехнологические установки» для студентов всех форм обучения по специальности 100400 «Электроснабжение»
    Составитель Т.Ф. Малахова
    Утверждены на заседании кафедры
    Протокол № 2 от 25.10.2000
    Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по специальности 100400
    Протокол № 2 от 29.01.01
    Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ
    Кемерово 2001

    1 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
    Ознакомиться с источниками питания переменного тока для ручной сварки и основными требованиями к ним. Провести исследо- вание и получить экспериментальные вольт-амперные характеристи- ки сварочного трансформатора и дуги со снижением напряжения хо- лостого хода.
    2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
    СВЕДЕНИЯ
    2.1. Источники питания для сварки
    Источники питания сварочной дуги различают: а) по роду тока:
    - источники переменного тока;
    - источники постоянного тока. б) по виду внешних характеристик:
    - падающие;
    - жёсткие;
    - пологовозрастающие. в) по способу получения энергии:
    - зависимые, т.е. получающие энергию от стационарной элек- трической сети;
    - независимые, т.е. источник их энергии - двигатель внутреннего сгорания. г) по количеству обслуживаемых постов:
    - однопостовые;
    - многопостовые. д) по применению:
    - общепромышленные;
    - специализированные.
    В промышленности наиболее широко применяются источники переменного тока, к которым относятся сварочные трансформаторы и преобразователи повышенной частоты. Остальную часть источников сварочного тока составляют генераторы постоянного тока и выпря- мители.
    К так называемым общепромышленным относятся источники питания для ручной дуговой сварки, механизированной сварки под

    2 флюсом. Эти источники предназначены для сварки низкоуглероди- стых сталей толщиной более 1 мм и, как правило, имеют достаточно простую конструкцию и электрическую схему.
    К специализированным относятся источники, предназначенные для сварки лёгких металлов и их сплавов, тонкой и особо тонкой ста- ли всех марок, а также для особо качественных соединений.
    2.2. Основные требования к источникам питания ручной дуговой сварки
    Электрическая сварочная дуга представляет собой такой вид на- грузки, который отличается от других потребителей электроэнергии тем, что для зажигания дуги требуется напряжение значительно вы- ше, чем для поддерживания её горения; дуга горит с перерывами, во время которых электрическая цепь либо разрывается, либо происхо- дит короткое замыкание. Во время горения дуги напряжение её меня- ется с изменением длины дуги, следовательно, меняется и сила сва- рочного тока. При коротком замыкании (в момент зажигания дуги и перехода капли расплавленного металла на изделие) напряжение ме- жду электродом и изделием падает до нуля.
    Эти особенности дуги обусловливают следующие требования, предъявляемые к источникам питания для ручной дуговой сварки.
    1. Напряжение холостого хода должно быть в 2-3 раза выше на- пряжения дуги. Это необходимо для лёгкого зажигания дуги, в то же время оно должно быть безопасным для сварщика при условии вы- полнения им необходимых правил. Напряжение холостого хода обычно равно 50-70 В. ГОСТ 12.3.003-86 устанавливает максималь- ное напряжение холостого хода не более 80 В для источников пита- ния переменного тока и 90 В - для постоянного тока.
    2. Сила тока при коротком замыкании должна быть ограничена.
    Нормальный процесс дуговой сварки обеспечивается, если:
    5
    ,
    1 1
    ,
    1
    ÷
    =
    св
    кз
    I
    I
    , где I
    кз
    - сила тока короткого замыкания; I
    св
    - сила сварочного тока.
    В некоторых случаях это отношение может достигать 2.
    3. Изменение напряжения дуги, происходящее вследствие изме- нения её длины, не должно вызывать существенного изменения силы вторичного тока, а следовательно, изменения теплового режима свар- ки.

    3 4. Время восстановления напряжения от 0 до 25 В после коротко- го замыкания не должно превышать 0,05 с, что обеспечивает устой- чивость дуги.
    5. Источник питания должен иметь устройство для регулирова- ния силы сварочного тока. Пределы регулирования силы сварочного тока должны быть (приблизительно) от 30 до 130 % к номинальному сварочному току. Это необходимо для того, чтобы от одного источ- ника питания производить сварку электродами разных диаметров.
    Требования к источникам, предназначенным для питания других видов дуговой сварки, отличаются от приведённых. Например, в ис- точниках питания для полуавтоматической сварки в защитном газе напряжение холостого хода должно практически равняться напряже- нию дуги.
    2.3. Характеристики сварочной дуги
    Зависимость между напряжением и силой тока при постоянной длине горящей дуги принято называть статической вольт-амперной характеристикой.
    Известны статические вольт-амперные характеристики (ВАХ) сварочных дуг трёх типов:
    1. Падающая - с ростом сварочного тока I Ug уменьшается
    (рис.1, а).
    2. Жёсткая - с ростом I Ug практически не изменяется (рис.1, б).
    3. Возрастающая - рост I вызывает увеличение Ug(рис.1, в).
    Рис.1. Вольт-амперные характеристики дуги: а - падающая; б - жёсткая; в – возрастающая
    Падающие ВАХ имеют свободные малоамперные дуги, горящие в атмосфере воздуха и в среде аргона при токах от нескольких до 70
    - 80 А. Причиной снижения напряжения на дуге является уменьшение

    4 длины столба дуги U
    ст
    . С ростом тока более интенсивно протекает ионизация газа столба дуги, проводимость столба дуги увеличивает- ся, а площадь поперечного сечения столба дуги возрастает. Разности потенциалов в катодных и анодных областях практически не зависят от величины тока, а зависят только от физических условий, в которых существует дуга.
    Жёсткую ВАХ имеют сварочные дуги с токами 80 А и выше при ручной дуговой и механизированной сварке под флюсом. С ростом сварочного тока увеличивается площадь столба дуги, в результате че- го проводимость разрядного промежутка практически не изменяется.
    Увеличение тока с одновременным увеличением площади сечения столба дуги приводит к тому, что площадь плотности тока в столбе дуги и напряжённость электрического поля остаются постоянными.
    При механизированной сварке под флюсом, когда диаметр элек- тродной проволоки невелик, плотность тока в электроде несколько больше таковой при свободной малоамперной дуге, горящей в возду- хе или в аргоне. Начиная примерно с 300 - 400 А и выше ВАХ дуги, горящей под флюсом, становится пологовозрастающей. На рис.1, б такая характеристика показана пунктиром.
    И, наконец, когда требуемое для повышения силы тока количе- ство заряженных частиц не может быть получено за счёт расширения столба (активное пятно занимает всю площадь электродной проволо- ки) и для увеличения их количества требуется повышенное напряже- ние, получается возрастающая ВАХ дуги.
    Обычно падающая характеристика дуги наблюдается при свар- ке, если применяется плотность тока на электроде менее 10 А/мм
    2
    , жёсткая - 10 - 50 А/мм
    2
    , возрастающая - 50 - 200 А/мм
    2
    Внешней ВАХ источника питания дуги называется зависимость напряжения на зажимах источника от величины сварочного тока.
    Источники питания дуги могут иметь следующие виды внешних характеристик (рис.2):
    - крутопадающую (1);
    - пологопадающую (2);
    - жёсткую (3).
    Крутопадающая характеристика применяется для ручной дуго- вой сварки покрытыми электродами, пологопадающая - полуавтома- тической и автоматической сварки плавящимися электродами с по- стоянной скоростью подачи сварочной проволоки в зону дуги.

    5
    Рис.2. Виды внешних ВАХ источников питания дуги
    Устойчивое горение дуги при сварке возможно при условии пе- ресечения статической характеристики дуги с внешней характеристи- кой источника (U
    дуги
    = U
    ист
    ) в рабочей точке.
    На рис.3 показаны крутопадающая внешняя характеристика ис- точника питания и пересекающиеся с ней три вольт-амперные харак- теристики дуги различных длин L
    1
    , L
    2
    , L
    3
    . Рабочая точка А соответ- ствует месту пересечения внешней характеристики источника с ха- рактеристикой дуги.
    Рис.3. Пересечение крутопадающей внешней характеристики с характеристиками дуг длиной L
    1
    , L
    2
    , L
    3
    (L
    1
    > L
    2
    > L
    3
    )
    Во время горения дуги и переноса электродного металла на из- делие длина дуги изменяется, вольт-амперная характеристика дуги меняет своё положение в интервале от В до С, вследствие чего будет изменяться значение напряжения и сварочного тока. Устойчивое го- рение дуги будет тогда, когда при случайном отключении от устано- вившегося состояния (точка А) режим сварки быстро восстанавлива- ется. Например, при случайном уменьшении длины дуги (точка С)

    6 ток возрастает до I
    3
    , электрод быстро оплавляется и восстанавливает- ся прежняя длина дуги. Обратный процесс произойдёт при увеличе- нии длины дуги (точка В).
    Внешние характеристики источника тока называются статиче- скими. Это означает, что они определяют конечное значение тока, измеренное при определённом напряжении, и не отражают закон из- менения тока и напряжения в переходный период.
    3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
    Смонтированная на лабораторном стенде схема (рис.4) служит для исследования параметров сварочного трансформатора со сниже- нием напряжения холостого хода.
    На лицевой панели стенда находятся:
    - автомат пусковой АП;
    - вольтметры V1, V2, V3;
    - амперметры А1, А2;
    - сигнальные лампы - «Сеть», «U
    > 12 В»;
    - кнопка контроля функционирования схемы «Контроль» - S1;
    - переключатель режима заземления: «испр», «неиспр»;
    - защитное затемнённое стекло сварочной камеры.
    На рис.5 внутри сварочной камеры находится держатель элек- трода. Возвратный механизм держателя электрода находится в верх- ней части сварочной камеры и представляет собой прямоходовую подвижную систему, которая обеспечивает поступательное движение электрода во внутреннем пространстве сварочной камеры с помощью рычага 3. Рычаг 3 овит пружиной 4, верхний конец которой закреплён за винт 5, который крепит верхнюю крышку 6 изолятора 7 за верх- нюю полку стенда. Изолятор 7 предотвращает электрическое соеди- нение пружины с металлическим корпусом сварочной камеры и обес- печивает лёгкое скольжение пружины при поступательном движении рычага 3.

    7
    Рис. 4. Схема электрическая принципиальная

    8
    Рис. 5. Держатель электрода
    Второй конец пружины 4 закреплён с помощью впресованной гайки 8 в тело второго изолятора 9. Гайка 8 прикрыта диэлектриче- ской пластиной 10, предохраняющей от электрического контакта ме- жду рычагом 3 и металлическим основанием 11. Изолятор 9 прикреп- лён к металлическому основанию с помощью флянца 12, притянутого к основанию винтами 13. К основанию приварен электродержатель 1, в который вставляют электрод 2 и прижимают винтом 14.
    Силовой провод «электрод» соединён с электродержателем мед- ной гибкой шиной 15 с помощью винтового соединения.
    Вся конструкция сварочной камеры обеспечивает безопасность ведения лабораторной работы и визуальное наблюдение дуги.
    Конструктивная схема стенда состоит из следующих основных частей:
    - сварочный трансформатор ТС;
    - контактор КМ1;
    - схема управления СУ;
    - датчик сварочного тока - трансформатор тока ТА.
    3.1. Принцип работы лабораторного стенда
    На лицевой панели стенда выведен автомат подачи напряжения на стенд, который включает и подаёт напряжение на первичную об- мотку сварочного трансформатора и на трансформатор, питающий схему управления. О подаче напряжения на первичную обмотку сва-

    9 рочного трансформатора и схему управления сигнализирует лампа
    «Сеть» красного цвета и показания вольтметра V1. На вторичной об- мотке сварочного трансформатора вольтметром V2 снимается пока- зание напряжения холостого хода U
    хх
    Снижение напряжения холостого хода достигается путём от- ключения электродержателя от сварочного трансформатора и пода- чей на электрод сниженного напряжения постоянного тока от схемы управления. Это следует из показания вольтметра V3.
    Элементом, осуществляющим коммутацию сварочной цепи, яв- ляется контактор. Контактор замыкает силовую цепь, соединяя сва- рочный трансформатор с электродержателем, при кратковременном касании сварочным электродом изделия. Время срабатывания не пре- вышает 0,04 с, что практически не мешает ведению сварочных работ.
    Напряжение между электродержателем и свариваемым изделием ав- томатически снижается через время (0,64 с) выдержки после обрыва дуги. При замыкании силовой цепи контактором загорается лампочка
    «U
    > 12 В», которая сигнализирует о наличии опасного напряжения на электродержателе, позволяющего зажечь дугу. При горении дуги так же снимаются показания с приборов А1 и А2, показывающих си- лу тока, протекающего в первичной и вторичной цепи сварочного трансформатора.
    Кнопка «Контроль» служит для тестирования схемы стенда. При кратковременном (менее 1 с) нажатии кнопки имитируется контакт сварочного электрода с металлоконструкцией. Схема управления включает контактор КМ 1, а после отсчёта времени выдержки вы- ключает его. Контроль о включенном состоянии контактора осущест- вляется по загоранию ламп «U
    > 12 В».
    На лицевой панели имеется переключатель режима заземления:
    «испр», «не испр». Он служит для имитации неисправности заземле- ния. При неисправном заземлении электродержатель обесточивается полностью и работа стенда не возможна. Работа без заземления вто- ричной обмотки сварочного трансформатора, свариваемого изделия и схемы управления не допустима!
    3.2. Работа схемы при подаче на неё напряжения сети.
    При подаче напряжения (прил. 1) сети происходит заряд кон- денсатора С7, через имеющийся логический «нуль» на выводе «5» элемента ДД 3.2 триггер устанавливает последний в состояние, при

    10
    котором на тиристор VS1 не подаются управляющие сигналы, катуш- ка контактора КМ 1 не запитывается. На время заряда конденсатора
    С7 на выходе «4» элемента ДД 2.4 формируется сигнал логической
    «единицы», устанавливающий счётчики таймеров ДД 4 и ДД 5 в со- стояние «нуль». Элементы С6 R14 являются цепью, дифференци- рующей выходной сигнал элемента ДД 2.4 и дающей возможность счёта счётчика резервного канала ДД 5 даже при выходе из строя ка- кого-либо элемента схемы блока с подачей на верхнюю по схеме об- кладку конденсатора С6 постоянного напряжения питания.
    В исходном состоянии (при разомкнутой сварочной цепи) сва- рочный электрод находится под напряжением 8,5 - 12 В, которое по- даётся от стабилизатора «15 В» через резистор R3, R1 на вход 5.6
    ДД 1.1.
    Счётчик резервного канала не производит счёт импульсов из-за шунтирования входа 1.2 ДД 6.1 на общий провод контакта КМ 1.3.
    3.3. Работа схемы при замыкании электрода на изделие
    При замыкании сварщиком сварочного электрода (прил. 1) на металлоконструкцию напряжение на входе «5», «6» компаратора ДД
    1.1 снижается ниже порогового. На выходе компаратора появляется логическая «единица», которая инвертируется элементами ДД 2.1, ДД
    2.2, ДД 2.3 и логический «нуль» поступает на вход «11», «12» эле- мента ДД 3.1 триггера. Триггер устанавливается в состояние, при ко- тором на выходе «6» элемента ДД 3.2 появляется логический «нуль», а на выходе «10» элемента ДД 3.1 - логическая «единица». При этом открывается транзистор VT 2 и включается тиристор VS 1. При включении тиристоров VS 1 и VS 2 катушка контактора КМ 1 полу- чает питание от обмотки 3-4 трансформатора Т1 через мост VД 7 -
    VД 10. Контактор срабатывает и замыкает главный контакт КМ 1.1 контактора, вспомогательный контакт КМ 14 и размыкает контакты
    КМ 1.2 и КМ 1.3. На сварочный электрод подаётся напряжение со вторичной обмотки сварочного трансформатора. Через контакты КМ
    1.4 замыкается цепь питания лампы HL 1 «U
    > 12 В», которая инфор- мирует о наличии сварочного напряжения на электроде. Контакты
    КМ 1.3, размыкаясь, снимают блокировку подачи счётных импульсов на счётчик ДД 5 резервного канала.
    Импульсы формируются по амплитуде и форме, и с выхода «3» элемента ДД 1.4 отрицательные импульсы частотой 50 Гц поступают

    11
    на вход «13» элемента ДД 2.2 схемы «ИЛИ». Будучи дважды проин- вертированными элементами ДД 2.2 и ДД 2.3 импульсы поступают на входы «11», «12» элемента триггера, удерживая последний в состоя- нии, при котором открыт транзистор VТ 2 и соответственно тиристор
    VS 1.Одновременно импульсы с элемента ДД 2.3 поступают на эле- менты ДД 2.4 и далее на приоритетные R - входы счётчиков ДД 4 и
    ДД 5, удерживая последние в состояние «нуль», несмотря на поступ- ление счётных импульсов на С - выходы.
    3.4. Работа схемы при обрыве сварочной дуги
    При обрыве сварочной дуги (прил. 2) исчезают импульсы на вы- ходе трансформатора тока ТА 1, прекращается подача импульсов на установке R - входы счётчиков ДД 4 и ДД 5. С этого момента счётчи- ки начинают счёт импульсов, поступающих на их С - входы. Счётные импульсы счётчика основного канала ДД 4 формируются из выпрям- ленного двухполупериодными выпрямителями - VД 12, VД 14 на- пряжения, их частота 100 Гц. Счётные импульсы счётчика резервного канала ДД 5 формируются из выпрямленного однополупериодным выпрямителем - VД 13 напряжения, их частоты 50 Гц через 0,64с с момента обрыва дуги на выходе «6» счётчика ДД 4 (выход 6) появля- ется «единица», которая инвертируется элементом ДД 3.3, и отрица- тельный импульс с его выхода «9» устанавливает триггер ДД 3.1,
    ДД 3.2 в состояние, при котором на выходе «6» элемента ДД 3.2 присутствует «единица». При этом закрываются транзистор VТ 2, ти- ристор VS 1 и прерывается цепь питания катушки контактора КМ 1, в результате чего силовые контакты КМ 1.1 контактора разрывают сварочную цепь. Логический «нуль» с выхода «10» элемента ДД 3.1 триггера блокирует элемент ДД 1.2 схемы формирования счётных импульсов счётчика основного канала. Вспомогательные контакты
    КМ 1.3, замыкаясь, блокируют элемент ДД 6.1 схемы формирования счётных импульсов счётчика резервного канала. Таким образом, схе- ма возвращается в исходное состояние.
    3.5. Канал резервной защиты схемы
    Для повышения электробезопасности сварщика в схеме
    (прил.1, 2) предусмотрен канал резервной защиты, обеспечивающий отключение катушки контактора КМ 1 от трансформатора Т 1 при от-

    12
    казе любого элемента схемы, приводящем к срабатыванию блока (за- мыканию цепи питания катушки контактора), кроме одновременного отказа VТ 2, VТ 3 или VS 1, VS 2. В случае включения контактора
    КМ 1 при отсутствии замыкания сварочного электрода на металло- конструкцию (например, при выходе из строя транзистора VT 2), размыкающиеся вспомогательные контакты КМ 1.3 снимают блоки- ровку элемента ДД 6.1, и счётные импульсы начинают поступать на С
    – вход счётчика ДД 5. Через время 1,28 с с момента размыкания кон- тактов КМ 1.3 на выходе «6» (выход 6) счётчика ДД 5 формируется логическая «единица», которая, поступая на вход усилителя на тран- зисторе VТ 3, закрывает последний. При этом закрывается тиристор
    VS 2 и разрывается цепь питания катушки контактора КМ 1. Логиче- ский «нуль» с выхода «3» элемента ДД 1.4 поступает на вход «13» компаратора ДД 2.2 и блокирует срабатывание схемы.
    3.6. Назначение кнопки «Контроль»
    Кнопка «Контроль» служит для тестирования схемы, в том чис- ле его схемы резервной защиты.
    При кратковременном (менее 1 с) нажатии кнопки резистор R 2 подключается между гнездом «Электрод» и общим проводом, имити- руя контакт сварочного электрода с металлоконструкцией. Схема управления включает контактор КМ 1, а после отсчёта времени вы- держки выключает его. Контроль включенного состояния контактора осуществляется по загоранию лампы НL 1 «U
    > 12 В». При нажатии кнопки «Контроль» более 1 с счётчик основного канала блокируется
    «нулём» на входах «1», «2» инвертора ДД 3.3; контактор должен вы- ключаться схемой резервной защиты. При этом вход схемы должен блокироваться, т.е. повторные нажатия кнопки «Контроль» не долж- ны приводить к срабатыванию схемы. Разблокировка схемы произво- дится снятием на 3 – 5 с напряжения сети или нажатием кнопки «Го- тов», которая выведена на заднюю стенку стенда. При многократных кратковременных (менее 1 с) нажатиях кнопки «Контроль» с интер- валами менее 1 с имитируется режим сварки.
    В течение времени нажатий кнопки «Контроль» блок удержива- ется в рабочем состоянии. В случае неправильного подключения про- водов к силовым клеммам «Электрод» и «Трансформатор» происхо- дит самопроизвольное включение-отключение контактора КМ 1, об

    13
    этом сигнализирует лампа НL 1 «U
    > 12 В». Во избежание выхода из строя схемы, недопустимо оставлять данные состояния более 10 с.
    3.7. Порядок выполнения лабораторной работы
    Лабораторная работа по исследованию сварочного трансформа- тора со снижением напряжения холостого хода выполняется в сле- дующем порядке.
    1. Ознакомиться с конструкцией и описанием лабораторного стенда, теорией ведения сварочных работ и теорией переходных процессов в сварочной дуге.
    2. Подготовить стенд к проведению лабораторной работы:
    - вставить новый электрод в электродержатель и закрепить его с помощью винта 14 (электрод
    < 3 мм);
    - плотно закрыть смотровое окно;
    - включить АП посредством нажатия белой кнопки.
    3. Для лучшего и более точного выполнения лабораторной рабо- ты рекомендуется выполнять её группой из 3 – 4 человек, распреде- лённых следующим образом: 1 человек – для ведения сварки, контро- ля, управления и визуального наблюдения за дугой; 1 – 2 человека – для снятия показаний с приборов, 1 человек заносит показания при- боров в таблицу.
    4. Снять показания приборов в дежурном режиме:
    - снять исходные параметры приборов;
    - снять показания приборов при нажатии кнопки «Контроль».
    Произвести тестирование схемы этой же кнопкой, как указано выше в
    (3.1; 3.6).
    5. Снять показания приборов в рабочем режиме:
    - снять показания приборов при КЗ без дуги, соблюдая все пра- вила безопасности;
    - снять показания приборов в начале горения дуги (длина дуги

    3 - 5 мм);
    - снять показания приборов в середине горения дуги (длина ду- ги
    ≈ 5 - 12 мм);
    - снять показания приборов в конце, перед обрывом дуги (длина дуги
    ≈ 15 - 20 мм).
    Особенность этого процесса состоит в том, что студент или ла- борант, производящий манипуляции с рычагом электродержателя, должен руководить процессом отметки показаний приборов, путём

    14
    подачи речевых команд о том, на какой стадии горения находится ду- га. Другие участники эксперимента должны снять показания с прибо- ров и занести их в табл. 1.
    Таблица 1
    Режимы
    Приборы
    U1,
    В U2,
    В U3,
    В A1,
    А A2,
    А
    Дежурный
    Контроль
    КЗ
    Начало
    Середина
    Перед обрывом
    По результатам таблицы построить графики вольт-амперных ха- рактеристик источника питания и дуги.
    После выполнения лабораторной работы снять напряжение со стенда, убрать рабочее место и составить отчёт.
    4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
    4.1. Общие положения
    При выполнении сборочных и сварочных работ возможны опасности для здоровья рабочих: поражение электрическим током, поражение лучами дуги глаз и открытых поверхностей кожи, ушибы и порезы во время подготовки изделий к сварке и во время сварки, отравление вредными газами и пылью, ожоги от разбрызгивания электродного расплавленного металла и шлака и др.
    4.1.1. Поражение электрическим током
    Поражение человека электрическим током может быть в виде электрического удара и в виде электрических травм (технические по- вреждения ткани организма).
    К поражению электрическим током приводят следующие при- чины:
    1) случайное прикосновение или опасное приближение к токо- ведущим частям, находящимся под напряжением;

    15 2) прикосновение к конструктивным металлическим частям ус- тановок, нормально находящихся без напряжения, которые оказались под напряжением вследствие повреждения изоляции.
    Травма возникает при замыкании электрической цепи сварочно- го аппарата через тело человека. Причинами являются: недостаточная электрическая изоляция аппаратов и питающих проводов, плохое со- стояние спецодежды и обуви сварщика, сырость и теснота помеще- ний и другие факторы.
    В условиях сварочного производства электротравмы происходят при движении тока по одному из трёх путей: а) рука-туловище-рука; б) рука-туловище-нога; в) обе руки-туловище-обе ноги.
    При движении тока по третьему пути сопротивление цепи наи- большее, следовательно, степень травматизма наименьшая. Наиболее сильное действие тока будет при движении его по первому пути.
    В зависимости от его величины электрический ток, проходящий через человека (при частоте 50 Гц), вызывает следующие травмы:
    - при 0,6 – 1,5 мА – лёгкое дрожание рук;
    - при 5 – 7 мА – судороги в руках;
    - при 8 – 10 мА – судороги и сильные боли в пальцах рук;
    - при 20 – 25 мА – паралич рук, затруднение дыхания;
    - при 50 – 80 мА – паралич дыхания;
    - при 90 – 100 мА паралич дыхания, при длительности более 3с паралич сердца;
    - при 3000 мА и при длительности более 0,1с – паралич дыхания и сердца, разрушение тканей тела.
    Следовательно, смертельной следует считать величину то- ка
    0,1 А. С повышением частоты электрического тока более 500 Гц дей- ствие его существенно ослабевает.
    4.1.2. Защита от поражения электрическим током
    Для защиты сварщика от поражения электрическим током необ- ходимо:
    - надёжно заземлять корпус источника питания дуги и сваривае- мое изделие;
    - не использовать контур заземления для обратного провода;

    16
    - хорошо изолировать рукоятку электродержателя;
    - работать в сухой и прочной спецодежде и рукавицах (ботинки не должны иметь в подошве металлических шпилек и гвоздей);
    - прекращать работу при дожде и сильном снегопаде (если нет укрытий);
    - при работе внутри сосудов пользоваться резиновым ковриком и переносной лампой напряжением не более 12 В.
    4.1.3. Поражение зрения
    Спектр лучистой энергии, выделяемой сварочной дугой, состоит из инфракрасных, световых и ультрафиолетовых лучей. Интенсив- ность излучения возрастает с повышением тока дуги.
    Яркость видимой части спектра достигает 16000 стильбов, что в тысячи раз превышает переносимую человеком дозу.
    Ультрафиолетовые лучи вызывают заболевание слизистой и иногда роговой оболочки глаз, называемое электроофтальмией, и ожог открытой кожи сварщика.
    Электроофтальмия начинается спустя 5-8 часов после облучения глаз. Она сопровождается болью в глазах, ощущения засорения глаз мельчайшими частицами, веки глаз закрываются, их трудно поднять, появляется слезотечение, сопровождаемое головной болью.
    Инфракрасные лучи могут вызвать повреждение глаз только при длительном действии.Это повреждение называется катарактой (по- мутнение) хрусталика и может привести к частичной или полной по- тере зрения. Однако это заболевание у сварщиков встречается редко.
    Для защиты органов зрения электросварщики работают со све- тофильтрами, которые задерживают и поглощают излучение дуги. В соответствии с помощью дуги следует применять светофильтры:
    Э-1 - для сварочного тока 30-75 А;
    Э-2 - для сварочного тока 75-200 А;
    Э-3 - для сварочного тока 200-400 А;
    - для сварочного тока более 400 А.
    4.1.4. Защита от ожогов
    Для защиты от ожогов применяется спецодежда (куртка, брюки, рукавицы; иногда головной капюшон) из брезента или специальной

    17
    теплостойкой ткани. При работе куртка должна быть всегда поверх брюк, а брюки обтянуты поясом во избежание попадания брызг ме- талла и шлака на тело. Обувь сварщика должна иметь гладкий верх и прикрыта брюками. Для работы на воздухе сварщик должен иметь теплостойкие эластичные подлокотники, подколенники, подстилки. В местах электросварочных работ должны быть средства пожаротуше- ния: ящик с песком, щит с инструментом (топор, лом, багор, лопата и т.п.) и огнетушители.
    4.2. Меры безопасности
    Спроектированный стенд относится к электроустановкам до
    1000 В. Во избежание прикосновения к токоведущим частям все эле- менты схемы и монтажа выполнены внутри стола и доступ к ним за- крыт. Конструктивно передние панели выполнены на металлических рамах их уголка, который имеет надежное заземление, чтобы избе- жать появления напряжения на конструкции стенда.
    1. Перед началом работы убедиться в исправности заземления.
    2. Запрещается подавать напряжение на стенд при открытых пе- редних панелях и ненадежном заземлении.
    3. Во избежание поражения глаз и попадания горячих капель металла и шлака на людей запрещается зажигать дугу при от- крытой смотровой форточке сварочной камеры.
    4. В случае обнаружения неисправности, необходимо обесто- чить стенд и приступить к ее устранению. Все работы вести после снятия напряжения.
    5. При выполнении лабораторной работы, во избежание выхода из строя всей цепи сварочного трансформатора, не допускать длительного (более 5 с) короткого замыкания электрода без возникновения дуги.
    Если залипание электрода все же произошло и попытки ото- рвать его с помощью рычага (рукоятки) подачи не дали результата, следует обесточить стенд пусковым аппаратом АП посредством на- жатия красной кнопки. Убедившись, что напряжение снято (лампочка
    «сеть» не горит), открыть смотровое окно сварочной камеры, откру- тить прижимкой «винт» на электродержателе и поднять рукоятку вверх. Во избежание ожога прилипший электрод удалить с помощью пассатижей.

    18 6. Выполнять лабораторную работу необходимо в присутствии либо преподавателя, либо лаборанта.
    Таблица 2
    Обозначение
    Наименование
    Кол- во
    При- меча- ние
    1 2 3 4
    5 6
    7
    Стенд
    Схема электрическая
    Принципиальная
    1
    Перечень элементов 1
    QF
    Автомат АП-25-3 МТ 1
    SB1,
    SB2
    Выключатель кнопочный
    Трансформаторы:
    ТС
    Трансформатор сварочный 1
    Т1
    Трансформатор 1
    ТА 1
    Трансф.тока ВЛЕИ 1
    ТА 2
    Трансф.тока ТТ 50-5 1
    ТА 3
    Трансф.тока ТТ 200-5 1
    Диоды:
    VD 1... VD 4
    Выпр.сборка КЦ 405 1
    Приборы:
    PV
    1
    Вольтметр Э 8021 1
    PV
    2
    Вольтметр М 2001 1
    PV
    3
    Вольтметр М 4200 1
    РА 1
    Амперметр 1
    РА 2
    Амперметр Э 8025 1
    Лампы:
    HL 1, YL 2
    AME 323221 V 2, 24 B
    2
    Резисторы:
    R 1, R 2
    СП - 0,4 2
    Контактор:
    RV 1
    RV 18 - 36 - 5101 1
    Предохранители:
    FU 1, FU 2
    ВПТ 6-33 В 2
    Вставка магистр:
    ХР 1, ХР 2
    ВМ - 600 У 2 2
    Гнездо панельное:
    XS 1, XS 2
    ГП - 600 У 2 2

    19
    Продолжение табл.2 1 2 3 4
    5 6
    7
    Вилка:
    ХР 3
    ШП 16 П 2 ЭШ 5 1
    Розетка:
    XS 3
    ПГ 1 Н - 2 - 27 1
    Розетка:
    XS 4
    ШП 16 П 2 НШ 5 1
    СУ
    Схема электрическая принципиальная
    Перечень элементов:
    Микросхемы:
    DD1, DD2, DD3
    К 561 ЛА 7 3
    DD 3
    К 561 ЛА 9 1
    DD 4, DD5
    К 561 ИЕ 16 2
    Транзисторы:
    VT 1
    КТ 508 Г 1
    VT 2, VT 3
    КТ 502 Е 2
    Тиристоры:
    VS 1, VS 2
    КУ 228 2
    Диоды:
    VD 1,
    VD 11-VD 14
    КД 208 5
    VD 7 - VD 10
    КД 208 К 4
    Стабилитроны
    VD 2, VD 3
    КС 510 А 2
    VD 4
    КС 515 А 1
    VD 5, VD 6
    КС 527 А 2
    Конденсаторы:
    С1-С3,С6,С10,С11
    К 73-11-250 В - 0,1 мкФ 6
    С4, С5
    К 10-73-Н 30 - 1000 пФ 2
    С7, С9
    К 50-24-100 В - 4,7 мкФ 2
    С8
    К 50-24-63 В - 100 мкФ 1
    Резисторы:
    R1
    МЛТ 91 Ом 1
    R2
    МЛТ 200 Ом 1

    20
    Продолжение табл.2 1 2 3 4
    5 6
    7
    R3
    МЛТ 300 Ом 1
    R4
    МЛТ 3,3 кОм 1
    R5 - R13
    МЛТ 3,3 кОм 9
    R14, R16, R25
    С 2 - 23 22 кОм 3
    R15
    С 2 - 23 200 кОм 1
    R17
    МЛТ 620 Ом 1
    R18,
    R20
    С 2 - 23 2,2 кОм 2
    R19,
    R21
    С 2 - 23 5,1 кОм 2
    R22 -R 24
    МЛТ 51 Ом 3

    21

    22

    23
    Составитель
    ТАТЬЯНА ФЁДОРОВНА МАЛАХОВА
    ИCСЛЕДОВАНИЕ СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
    СО СНИЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ХОЛОСТОГО ХОДА
    Методические указания к лабораторной работе по курсу "Электротехнологические установки» для студентов всех форм обучения по специальности
    100400 «Электроснабжение»
    Редактор Е.Л.Наркевич
    ЛР № 020313 от 23.12.96
    Подписано в печать 19.02.01. . Формат 60х84/16.
    Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 1,3.
    Тираж 100 экз. Заказ ____
    Кузбасский государственный технический университет.
    650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
    Типография Кузбасского государственного технического университета.
    650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.


    написать администратору сайта