Журнал Полимерные трубы - Производство и качество

Качество питания – залог успеха проведенных монтажных работ и долговременной стабильной работы оборудования

 

В практике сервисного центра по ремонту и аттестации сварочного оборудования ТД «Евротрубпласт» мы не раз сталкивались с большими проблемами, связанными с выходом из строя оборудования из-за источника питания с некачественным напряжением. В ходе ремонта или сервисного обслуживания мы всегда объясняем клиенту, что качество напряжения далеко не исчерпывается замером величины и частоты выходного напряжения генератора или стационарной сети, а гораздо больше зависит от формы самого напряжения и искажения этой формы. Искажение напряжения может быть вызвано подключением и отключением нагрузки большой мощности (например, как сварочные аппараты по металлу) (рис.1, b) или «нелинейными» нагрузками, т.е. нагрузками или устройствами, имеющими электронный модуль питания (компьютерная техника и электронные привода промышленного оборудования), что приводит к появлению гармонических искажений (продолжительных возмущений или искажений в электрической сети, имеющих различные источники и проявления, такие как импульсы, перекосы фаз, броски и провалы, которые могут быть описаны как переходные возмущения, но при этом постоянно повторяющиеся во времени) (рис.1, с).

Рис. 1. Форма напряжения источника питания: а – почти идеальная; в – искаженная включением больших нагрузок; с – искаженная гармониками (искажениями от источников с «нелинейной» нагруз-кой)

В нашем сервисном центре был зафиксирован случай несовместимости сварочного оборудования. Стыковой аппарат фирмы Omisa и терморезисторный аппарат Kamitech не «захотели» работать в паре. При этом терморезисторный аппарат все время выдавал ошибки из-за системы терморегулятора стыкового аппарата, в котором в качестве силового элемента коммутации питания плиты стояло реле, а не твердотельный электронный силовой элемент, который, к примеру, используется в аппаратах фирмы Georg Fischer. Контакты этого реле уже подгорели, и при включении питания на плиту в общей сети создавались сильные помехи из-за искрения контактов. Таким образом, при приобретении сварочного оборудования следует обращать внимание на отдельные детали и иметь в виду, что из-за специфики своей работы оно тоже может быть не совсем совместимо друг с другом при питании от одного источника.

Питание от генератора

Довольно часто, привезя оборудование на ремонт, клиенты утверждают, что у них генератор Honda и поэтому станция не является причиной поломки. Однако они забывают, что даже за самой качественной станцией необходим постоянный уход, особенно за более дорогими, учитывая, в каких условиях они у нас эксплуатируются. Уход включает в себя как простую замену масла, так и ТО – полную диагностику и обслуживание станции, в том числе и альтернатора (генератора). Это немаловажно, если альтернатор имеет щеточный механизм, который при износе начинает давать искрение и, следовательно - очень большие помехи потребителю. Нередки случаи работы на дорогостоящем генераторе по нескольку лет даже без замены масла, не говоря уже о более сложных процедурах его обслуживания и ремонта. В результате выходное напряжение может быть даже хуже, чем на новых китайских аналогах!

На довольно “богатом” рынке электрогенераторов можно найти агрегаты, укомплектованные двигателями и блоками альтернатора известных мировых брендов. Однако, указанное на агрегате имя известного производителя, еще не гарантирует, что он произведен на “родном заводе”. Это может быть производство по лицензии, в филиале и т. п., в результате потребитель получает продукт более низкого качества из Тайваня или Китая. То же относится и к сборке генератора (мини-электростанции). В частности, вариант может быть таким: “навороченные” собирают на родном заводе, а упрощенные и базовые - где-нибудь еще. Помните, что класс агрегата, как правило, определяется качеством и культурой сборки, а также наличием у производителя инновационных технологий. У фирм, выпускающих мини-электростанции на основе собственных комплектующих, продукция максимально сбалансирована.

Таким образом, далеко не все генераторы Honda являются продукцией страны восходящего солнца, нередко это может быть и Китай, а в самом худшем случае просто подделка под «Японию». Поэтому, определившись с типом генератора и его мощностью, следует поинтересоваться комплектацией агрегата и тем, где он собран. Следует обратиться к специалистам официальных представительств, которые дадут исчерпывающую консультацию по всем возникшим у вас вопросам. К тому же отпадет необходимость умножать киловатты на амперы (так как в описании генератора может стоять мощность в кВА, а может в родных кВт, что далеко не одно и то же), опасаясь ошибиться с выбором марки и мощности генератора, и он “не потянет” ваш аппарат.

Из производителей станций мы рекомендуем следующие марки – Honda (подразумевается именно производство всей станции на заводе компании Honda), Yamaha (единственные на рынке агрегаты, полностью изготовленные и собранные в Японии на основе “родных” комплектующих корпорацией “Yamaha Motor Co Ltd.”), Geko и Eisemann (производимые в Германии на предприятии Metallwarenfabrik, в бензиновых генераторах используются двигатели Honda и Briggs&Stratton, в дизелях - двигатели Deutz и Iveko, электрическая и генераторная части производятся на родном предприятии, где собирают и весь агрегат), SDMO (Франция, также могут оснащаться моторами от Honda) и Briggs&Stratton (США, станции высокого качества).

Особое внимание следует обратить на генераторы инверторного типа. Это генераторы нового поколения, которые обеспечивают выработку электрического тока со стабильными характеристиками. Их можно использовать в качестве источников питания для приборов и устройств со встроенными микрокомпьютерами. Однако в нашем случае это или дорогой, требуемой мощности, агрегат (в качестве дополнительной опции для базовой станции – доработка инвертором), или слишком слабый по мощности (базовый вариант с инвертором) для сварочного аппарата, если это конечно не аппарат для раструбной сварки, который потребляет очень малую мощность по сравнению с другими видами сварочного оборудования.

Самое главное – это понимание, что если у Вас достаточно дорогой сварочный аппарат, то ни в коем случае нельзя экономить на стоимости генератора. Такие эксперименты чаще всего заканчиваются дорогостоящими ремонтами, а самое главное для монтажной организации – срывом срока сдачи объекта, а иной раз полной остановкой строительства на данном участке из-за того, что сварка трассы незакончена и ее нельзя закапывать.

Если Вы затрудняетесь в выборе станции и определении необходимой мощности, мы можем предоставить Вам квалифицированную консультацию по этому вопросу.

Питание от стационарных сетей

Кроме трудностей с генератором существуют проблемы, связанные с эксплуатацией стационарных сетей. Если работы проводятся в черте города, то проблем с напряжением меньше, и оно более стабильное. Однако в такой сети повышается угроза наличия гармоник (искажения).

В то же время, при питании от стационарной сети нужно тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса фаз, так как большинство из нагрузок в городе – однофазные. К тому же однофазные потребители не всегда распределены равномерной нагрузкой на все три фазы. Для сварочных аппаратов с однофазным питанием – терморезисторных и стыковых (до диаметра 315 мм включительно) – это не страшно, но для аппаратов с трехфазным питанием может стать большой проблемой, так как применяемые в них трехфазные двигатели в качестве приводов очень плохо переносят перекос фаз, сильно при этом перегреваясь и выходя из строя.

Еще одна проблема нестабильной работы оборудования может быть вызвана «самодеятельным» подключением лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) (рис.2) к сварочному аппарату, чтобы поднять напряжение до нормального уровня или наоборот уменьшить его к норме во избежание повреждения оборудования (рис. 3). Это устройство возможно и поможет, но есть несколько серьезных нюансов – при большой мощности может начать искрить и гореть внутри контакт с обмоткой трансформатора, что повлечет за собой сбои в нагрузке (сварочном аппарате); постоянное вращение ручки регулировки напряжения тоже приводит к появлению плохого контакта и самое главное – если напряжение в сети все время меняет значение, то оператор помимо слежения за работой самого сварочного аппарата не успеет уследить и отрегулировать напряжение при быстром скачке, что приведет опять же к сбоям в работе или выходу из строя сварочного аппарата!

 

внешний вид

 

Рис. 2. Внешний вид лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа).

Поэтому наша рекомендация – ни в коем случае не применять ЛАТР при работе с аппаратами, он морально устарел и не отвечает необходимым требованиям современной техники! Вместо ЛАТРа всегда можно использовать, представленные на рынке, более современные стабилизаторы напряжения или нормализаторы для устранения понижения или повышения напряжения в источнике питания (рис. 4). Однако стоит отметить, что далеко не каждый стабилизатор отвечает требованиям, предъявляемым к форме выходного напряжения, и есть вероятность сбоя терморезисторного аппарата в процессе сварки (в процессе переключения «ступеней» внутри стабилизатора).

В качестве стабилизатора оптимальным является выбор нормализатора напряжения, так как он не переключает «ступени» для приведения выходного напряжения к норме (электронный аналог ЛАТРа). Он преобразует напряжение в синусоидальное практически идеальной формы, со строго заданными частотой и уровнем напряжения, а главное – полным отсутствием помех (только очень незначительные от самого преобразователя). К сожалению, анализ рынка именно нормализаторов (не путать со стабилизаторами, так как некоторые компании называют обычный стабилизатор нормализатором, что является ошибкой из-за разного принципа действия систем) показал, что можно найти устройства на мощность не более 2 кВт, например Авалон Синус-2000, который только недавно был запущен в производство.

Таким образом, данные нормализаторы можно использовать для аппаратов Kamitech 2000 и не более, хотя даже у этого аппарата «стартовый» импульс тока может увеличивать мощность на 10-15 %, но кратковременно, что для данного нормализатора допустимо.

результат прыжка

 

Рис. 3. Результат прыжка напряжения в сети или на генераторе.

 

пример

 

Рис. 4. Пример внешнего вида стабилизаторов и нормализатора напряжения.

Особое внимание следует уделять также качеству проводов и розеток при подключении к стационарной сети. Бывали случаи, когда к нам привозили оборудование за полторы тысячи километров из-за того, что просто не проверили вначале или переходник для подключения к стационарной сети, или удлинитель.

Другая типичная проблема сбоя в работе – плохой контакт в месте подключения сварочного оборудования к источнику питания или внутри самого аппарата. Для терморезисторных аппаратов важным является хороший контакт фитинга и силовых кабелей аппарата, поскольку это чревато повреждением контрольной части, отвечающей за измерение выходного напряжения аппарата и не только.

Как показывает практика, у клиентов в полевых условиях нередко используются наконечники с поврежденным цанговым зажимом, предназначенным для надежного контакта, или, что еще «лучше», были сделаны «самопальные» наконечники (рис. 5), которые, как правило, болтаются в разъеме фитинга и выпадают. В результате в автоматическом режиме (по штрихкоду фитинга) аппарат варить отказывается, а в ручном – варит со сбоями.

 

самопальные наконечники

 

Рис. 5. Фото «самопальных» наконечников и поврежденного кабеля у основания (изолента намотана километровым слоем, чтобы не дать кабелю двигаться, вместо полноценной замены на исправный)

Для анализа качества напряжения и искажений (гармоник) требуются специальные приборы – анализаторы качества электроэнергии, однако стоят они достаточно дорого (рис.6). Намного проще и экономнее найти фирму, занимающуюся профессионально анализом качества электроэнергии, или просто обратиться в сервисный центр по ремонту сварочного оборудования Вашего производителя, или в наш сервисный центр для выяснения причин сбоя или поломки оборудования. Проанализировать качество напряжения можно также при помощи измерительного оборудования (не такого дорогого как анализаторы) содержащего в своем арсенале функцию анализа качества электроэнергии, но это уже более сложно. В качестве результата работы анализатора Вы получите график зависимости уровня той или иной гармоники от общей потребляемой мощности (рис. 7).

Чем выше значение гармоники (присутствия гармонической составляющей), тем больше проблем могут вызвать и данный источник питания, а иногда и электропотребитель, создающий пульсации в сети.

 

анализаторы качества

 

Рис. 6. Пример трехфазного и однофазного анализаторов качества электроэнергии фирмы Fluke

 

рис.7

 

Рис. 7. Пример результата анализа качества электроэнергии при большой «нелинейной» нагрузке или сильных помехах от источника

В полевых условиях осуществить защиту от явления гармоник практически невозможно. Существующие системы очень дорогостоящи и громоздки, и предназначены преимущественно для стационарного использования и каждого конкретного случая. Большинство из более дешевых вариантов слишком обобщенные, поэтому очень слабо уменьшают влияние искажений на сам потребитель.В заключении следует добавить, что сильные искажения (гармоники) от источника питания можно очень легко заметить по тому, что оборудование начинает сбоить, горят в электронной части системы предохранители или при проверке на другой сети или генераторе ошибка и не наблюдается.

В любом случае явление гармонических искажений напряжения (помех) довольно сложное для более детального его обсуждения в рамках данной статьи. Если у Вас есть проблемы с оборудованием мы всегда будем рады Вам помочь, как консультацией, так и обслуживанием, при необходимости и по части диагностики качества питания Вашей станции и помощи в выборе более качественной станции.

Автор - Егор Бурлаченко, сервисный инжнер

 

 

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА