особенности, как выбрать, основные виды и их характеристики
Время на чтение: 3 мин
1384
Постоянный ток часто используют как при домашней, так и во время профессиональной сварки.
Даже новичок справится с получением качественных и прочных соединений.
Чтобы это стало возможным, нужно выбрать аппарат для сварки и электроды для постоянного тока.
Содержание статьиПоказать
- Характеристики
- Технические особенности
- Производитель
- Как выбрать
- Режимы функционирования
- Подведём итоги
Характеристики
В последние 15 лет представлено много современных моделей универсальных механизмов. Они могут работать как при статичном, так и переменном токе. Такие варианты отлично подходят тем, для кого не играет большой роли высокое качество сварочных соединений.
Но для того, чтобы итоговый шов был крепким, необходимо приобретать специальные электроды, позволяющие работать с постоянным током. Если их применять, то можно избежать разбрызгивания металла и получить ровное соединение.
Когда покупаете электроды, не стоит на них экономить. Учитывайте, чтобы они были выполнены по Госстандарту. Также не выбирайте модели, чьих производителей вы не знаете. Работая с электродами низкого качества, вы рискуете получить неровную поверхность.
Это несмотря на то, что внешне такие электроды аналогичны высококачественным единицам. Но вы точно заметите разницу, когда начнёте сварочные работы.
Когда вы работаете с постоянным током, то материал электрода не имеет такого значения, как его качество. Стоит убедиться заранее, что материал отвечает вашим рабочим требованиям. Только после этого можно начинать сварку.
Электроды, используемые для работы с постоянным током, обладают некоторыми преимуществами, если сравнивать их с универсальным материалом. Список некоторых из них ниже:
- широкий выбор диаметра;
- большое разнообразие покрытий;
- возможность работы новичкам без опыта;
- итоговое сварочное соединение хорошего качества без использования флюса.
Механизмы имеют некоторые недостатки:
- работа только с постоянным током;
- высокая стоимость деталей;
- необходимость учета всех характеристик материалов.
Чтобы разобраться в этом вопросе, посмотрите на таблицу, прикрепленную ниже.
В 4 случаях из 5 при изготовлении применяют карбонат, также ферросплавы и магний. Начинка аппарата отличается по типу производителя, и зависит от размера механизма.
Технические особенности
Электроды обладают особыми характеристиками, на которые не влияет марка аппарата. Часто их указывают на пачках, в которых продают электроды.
Многие стержни постоянного тока обладают аналогичными характеристиками. Ознакомьтесь с таблицей характеристик механизмов УОНИ 13/45.
Производитель
Изучите техническую сторону марок, которые популярны последние 10 лет. Их выбирают как опытные, так и мастера-новички.
Такие механизмы проверены многолетней работой и разными режимами сварки:
- УОНИ 13/45. Считаются маркой, которую выбирают в 9 случаях из 10. Позволяет получить герметичный шов, а также работать с углеродистой и низколегированной стальной конструкцией. Подходит для тех деталей, которые в будущем будут подвергаться высокому давлению. Марку используют достаточно часто, если речь идет о сложных металлоконструкциях. У таких электродов предусмотрен выпуск с базовым покрытием. Перед тем, как материал идёт на продажу, он проходит проверку на соответствие санитарным требованиям. Эта модель подойдет, если опыт вашей работы более 5 лет.
- ОЗС 12. Эта марка также пользуется высокой популярностью. Идеальна для сложных соединений, которые должны быть качественными и служить долго. Ее используют, если сварка происходит с невысоким углеродным составом. Вы сможете варить в любом положении, избегая вертикального размещения.
- ОЗС 4. Инструмент позволит работать даже тогда, когда внешние условия мешают процессу. Электроды отлично себя ведут с грязными материалами и такими, которые подвержены коррозии. Если вам нужно варить низколегированную или углеродистую конструкцию – смело выбирайте эту модель.
- МР 3С. Этот вариант подойдет в том случае, если вы только начинаете сварочные работы. Шов по итогу получается ровным, без изъянов. Можно работать со сталью любого вида.
Как выбрать электроды
Это сложный вопрос, который нередко появляется у начинающих мастеров. Они сильно удивляются, когда узнают, что ответа на него нет. Каждая модель идеальна для отдельно взятого сварщика. То, что пригодилось вам, не всегда понравится вашему коллеге.
И наоборот. У всех марок для сварки постоянным током есть свои особенности, которые стоит учитывать при сварочных работах. Определите для себя, какие цели вы преследуете. Но есть базовые моменты, о которых не нужно забывать.
Как выбрать
Ищите электроды исходя из материала, который применяют для его изготовления. Некоторые виды могут служить для работы с определенным видом конструкции.
Учитывайте этот момент. Многие стержни для работы с постоянным током производят для металлообработки стали.
Нужно будет постараться, чтобы узнать подробности как о деталях, так и электроде для постоянного тока. Обязательно спрашивайте о сертификатах качества на продукцию. Бывают такие продавцы, которые не брезгуют торговать подделкой.
Стоит проверять этот момент очень тщательно, потому что продукция может быть не лучшего качества.
Выберите для себя, какой диаметр должен быть у электрода. Также не забывайте о размерах металлоконструкции. Следуйте простому правилу: чем больше толщина детали, тем выше окружность стержня.
Если не обращать внимание на этот момент, тогда металл или не доварится, или изменит свою форму. Отклонение – не больше одного миллиметра.
Определить правильный режим работы машины – значит сделать половину дела. Даже если диаметр электрода для сваривания постоянным током и характеристики материала подобраны правильно, вы рискуете ошибиться с режимом тока. Тогда вся работа не будет иметь смысла.
Режимы функционирования
Это момент, о котором не стоит забывать. Как выбрать режим работы? Первым делом посмотрите на размещение детали в пространстве. Во время металлообработки металл будет стекать вниз под силой притяжения.
Если вы варите вертикально – тогда установите силу тока на минимум. Это позволит следить за скоростью плавления конструкции. Следуя такой же логике, определите режим сварки для других размещений.
Вам поможет таблица, где рассказываем подробнее обо всех режимах работы.
Подведём итоги
В нашей статье описаны моменты о том, с какими электродами лучше работать при постоянном токе.
После того, как вы примените эту информацию на практике, обязательно поделитесь с нами в комментариях. Успехов в работе!
Сварочные электроды для сварки постоянным током:марки,какие лучше
Сваривание постоянным током обеспечивает качественное и надежное соединение, которое обладает высокой крепостью. Чтобы его достичь, требуется использовать электроды для постоянного тока. Естественно, что на рынке попадаются и универсальные модели, которые подходят и для сварки переменным током, но есть и те, что работают только на одном роде. Постоянный ток дает ровный шов и легкость его образования. Он создает такие условия, при которых неровности пропадают, а металл в расплавленном состоянии практически не разбрызгивает капли. Стоит отметить, что такие дефекты присущи только при наличии полярности тока и когда осуществляется переход через ноль.
Электроды для сварки постоянным током
Здесь выдвигаются особые условия к качеству расходных материалов, так как в ином случае можно испортить не только шов, но и основной металл. Многие современные сварочные трансформаторы поддерживают оба режима, но все специалисты отмечают более высокую надежность. Внешне электроды для постоянного тока ни чем не отличаются от других, но при самом процессе соединения они будут проявлять огромную разницу в поведении. При их подборе режим тока будет более важным, чем состав. Они используются для особенно ответственных объектов, которые предназначены для эксплуатации в течение длительного времени.
Преимущества
- Качество шва здесь является более высоким;
- Отсутствует разбрызгивание, благодаря чему электроды для сварки постоянным током могут легко применять в любом пространственном положении;
- Широкий выбор моделей на рынке;
- Легкое проведение процесса сварки;
- Даже при отсутствии использования дополнительных материалов они дают крепкую связь.
Недостатки
- Ограниченный диапазон действия;
- Сложность подбора, в зависимости от условий работы.
Физико-химический состав
Зачастую электроды для сварки постоянным током имеют основное покрытие, но могут встречаться и другие варианты. Самыми распространенными элементами, которые входят в данный состав, являются магний, карбонаты, ферросплавы и плавиковый шпат.
Помимо этого в химическом составе встречаются еще и следующие элементы:
Углерод | Марганец | Кремний | Сера | Фосфор |
0,09 | 0,57 | 0,23 | 0,025 | 0,027 |
В некоторых случаях состав может меняться не только от марки, но и от размера, что влечет за собой изменение физических свойств наплавленного металла.
Технические характеристики
Каждый сварочный электрод постоянного тока, который принадлежит к той или иной марке, обладает своими характеристиками. Но данный тип в целом имеет свои повторяющиеся особенности. На примере технических характеристик сварочных электродов УОНИ 13 45 можно рассмотреть, какие свойства имеются у наплавленного металла.
Температура испытаний | Сопротивление разрыву временное, Н/мм в квадрате | Удлинение относительное, % | Вязкость ударная, Дж/см в квадрате |
+ 20 °С | 410 | 22 | 147 |
Производительность наплавки, г/мин | Относительный выход наплавленного материала, % | Количество электродов на 1 кг наплавленного шва, кг |
21 | 93 | 1,65 |
Марки электродов для сварки постоянным током
Здесь перечислены основные марки, которые пользуются популярностью на современном рынке:
- УОНИ-13 45. Во время выпуска проходит санитарно-эпидемиологическое заключение.
Его используют для сталей с низким уровнем легирования и со средним содержанием углерода. Благодаря высокой герметичности ими заваривают емкости, работающие под давлением. Также сваривают толстые металлические изделия и заваривают дефекты, образованные после литья. Обладают основным покрытием.
- УОНИ-13 45. Его используют для сталей с низким уровнем легирования и со средним содержанием углерода. Благодаря высокой герметичности ими заваривают емкости, работающие под давление и строительные металлоконструкции. Обладают основным покрытием
Электроды для сварки постоянным током марки УОНИ-13 45
- ОЗС-12. Используются для соединения ответственных конструкций, произведенных из низкоуглеродистой стали. Пригодны для всех пространственных положений, за исключением вертикального.
Электроды для сварки постоянным током марки ОЗС-12
- ОЗС-4. Используется для сваривания низкоуглеродистых и углеродистых сталей. Имеет минимальные требования к чистоте поверхности и может варить даже заготовки с ржавчиной.
Электроды для сварки постоянным током марки ОЗС-4
- МР-3С. Для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Наплавленный металл образует ровный вид соединения и очень легко ложится в процессе сварки.
Электроды для сварки постоянным током марки МР-3
Обозначение и маркировка
Маркировка электродов для сварки постоянным током обозначает род при помощи цифр. В самом конце полного названия марки стоит цифровое обозначение, и если там имеется «0», то эти электроды предназначаются исключительно для постоянного тока. К примеру, Э50А УОНИ 13 55 5,0УД Е514(4) Б 20, у которых как раз имеется «0» в конце, должны использоваться только для постоянного тока обратной полярности.
Выбор
Многих интересует вопрос, какие лучше электроды для сварки постоянным током. Это весьма актуальный вопрос, так как имеется огромное количество производителей и марок, а от качества расходного материала зависит эффективность работы. В первую очередь нужно обратить внимание на соответствие стандартам качества и наличие сертификатов. После этого следует выбирать материал по типу металла, из которого сделан стержень. Он должен быть максимально схож с тем, что придется сваривать. Ведь некоторые марки могут быть рассчитаны только на низколегированные стали. Так же может быть направленность на низкое и среднее содержание углерода. Данный тип преимущественно работает со сталями, так что подбор придется делать из узкого сегмента материалов.
После этого следует определиться с размерами. Диаметр электрода не стоит выбирать меньше, чем толщина заготовки, так как есть риск, что он не сможет проварить всю конструкцию целиком. Толщина должна совпадать с диаметром, или же электрод может толще, не более 1 мм. Это влияет на удобство сваривания, так как состав в выбранной марке уже не будет меняться.
«Важно!Все особенности выбора могут оказаться бесполезными, если не будет подобран правильный режим тока, под которым материал сможет раскрыть весь свой потенциал.»
Основные режимы и нюансы применения
Режимы во многом зависят от положения, в котором проводится сваривание. Ведь из-за земного притяжения расплавленный металл будет стекать вниз, так что при потолочном и вертикальном положении требуется уменьшить силу тока, чтобы все плавилось не так быстро.
Величина диаметра, мм | Положение | ||
Нижний шов | Вертикальный шов | Потолочный шов | |
2 | 40…80 | 40…70 | 40…70 |
2,5 | 70…90 | 60…80 | 60…80 |
3 | 100…130 | 90…120 | 90…120 |
4 | 160…190 | 130…160 | 130…160 |
5 | 180…240 | 160…210 | |
6 | 210…290 |
Какие электроды лучше для сварки постоянным током
Главная » Статьи » Какие электроды лучше для сварки постоянным током
Сварочные электроды для сварки постоянным током
Сваривание постоянным током обеспечивает качественное и надежное соединение, которое обладает высокой крепостью. Чтобы его достичь, требуется использовать электроды для постоянного тока. Естественно, что на рынке попадаются и универсальные модели, которые подходят и для сварки переменным током, но есть и те, что работают только на одном роде. Постоянный ток дает ровный шов и легкость его образования. Он создает такие условия, при которых неровности пропадают, а металл в расплавленном состоянии практически не разбрызгивает капли. Стоит отметить, что такие дефекты присущи только при наличии полярности тока и когда осуществляется переход через ноль.
Электроды для сварки постоянным током
Здесь выдвигаются особые условия к качеству расходных материалов, так как в ином случае можно испортить не только шов, но и основной металл. Многие современные сварочные трансформаторы поддерживают оба режима, но все специалисты отмечают более высокую надежность. Внешне электроды для постоянного тока ни чем не отличаются от других, но при самом процессе соединения они будут проявлять огромную разницу в поведении. При их подборе режим тока будет более важным, чем состав. Они используются для особенно ответственных объектов, которые предназначены для эксплуатации в течение длительного времени.
Преимущества
- Качество шва здесь является более высоким;
- Отсутствует разбрызгивание, благодаря чему электроды для сварки постоянным током могут легко применять в любом пространственном положении;
- Широкий выбор моделей на рынке;
- Легкое проведение процесса сварки;
- Даже при отсутствии использования дополнительных материалов они дают крепкую связь.
Недостатки
- Ограниченный диапазон действия;
- Сложность подбора, в зависимости от условий работы.
Физико-химический состав
Зачастую электроды для сварки постоянным током имеют основное покрытие, но могут встречаться и другие варианты. Самыми распространенными элементами, которые входят в данный состав, являются магний, карбонаты, ферросплавы и плавиковый шпат.
Помимо этого в химическом составе встречаются еще и следующие элементы:
Углерод | Марганец | Кремний | Сера | Фосфор |
0,09 | 0,57 | 0,23 | 0,025 | 0,027 |
В некоторых случаях состав может меняться не только от марки, но и от размера, что влечет за собой изменение физических свойств наплавленного металла.
Технические характеристики
Каждый сварочный электрод постоянного тока, который принадлежит к той или иной марке, обладает своими характеристиками. Но данный тип в целом имеет свои повторяющиеся особенности. На примере технических характеристик сварочных электродов УОНИ 13 45 можно рассмотреть, какие свойства имеются у наплавленного металла.
Температура испытаний | Сопротивление разрыву временное, Н/мм в квадрате | Удлинение относительное, % | Вязкость ударная, Дж/см в квадрате |
+ 20 °С | 410 | 22 | 147 |
Производительность наплавки, г/мин | Относительный выход наплавленного материала, % | Количество электродов на 1 кг наплавленного шва, кг |
21 | 93 | 1,65 |
Марки электродов для сварки постоянным током
Здесь перечислены основные марки, которые пользуются популярностью на современном рынке:
- УОНИ-13 45.
Во время выпуска проходит санитарно-эпидемиологическое заключение. Его используют для сталей с низким уровнем легирования и со средним содержанием углерода. Благодаря высокой герметичности ими заваривают емкости, работающие под давлением. Также сваривают толстые металлические изделия и заваривают дефекты, образованные после литья. Обладают основным покрытием.
- УОНИ-13 45. Его используют для сталей с низким уровнем легирования и со средним содержанием углерода. Благодаря высокой герметичности ими заваривают емкости, работающие под давление и строительные металлоконструкции. Обладают основным покрытием
Электроды для сварки постоянным током марки УОНИ-13 45
- ОЗС-12. Используются для соединения ответственных конструкций, произведенных из низкоуглеродистой стали. Пригодны для всех пространственных положений, за исключением вертикального.
Электроды для сварки постоянным током марки ОЗС-12
- ОЗС-4. Используется для сваривания низкоуглеродистых и углеродистых сталей.
Имеет минимальные требования к чистоте поверхности и может варить даже заготовки с ржавчиной.
Электроды для сварки постоянным током марки ОЗС-4
- МР-3С. Для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Наплавленный металл образует ровный вид соединения и очень легко ложится в процессе сварки.
Электроды для сварки постоянным током марки МР-3
Обозначение и маркировка
Маркировка электродов для сварки постоянным током обозначает род при помощи цифр. В самом конце полного названия марки стоит цифровое обозначение, и если там имеется «0», то эти электроды предназначаются исключительно для постоянного тока. К примеру, Э50А УОНИ 13 55 5,0УД Е514(4) Б 20, у которых как раз имеется «0» в конце, должны использоваться только для постоянного тока обратной полярности.
Выбор
Многих интересует вопрос, какие лучше электроды для сварки постоянным током. Это весьма актуальный вопрос, так как имеется огромное количество производителей и марок, а от качества расходного материала зависит эффективность работы. В первую очередь нужно обратить внимание на соответствие стандартам качества и наличие сертификатов. После этого следует выбирать материал по типу металла, из которого сделан стержень. Он должен быть максимально схож с тем, что придется сваривать. Ведь некоторые марки могут быть рассчитаны только на низколегированные стали. Так же может быть направленность на низкое и среднее содержание углерода. Данный тип преимущественно работает со сталями, так что подбор придется делать из узкого сегмента материалов.
После этого следует определиться с размерами. Диаметр электрода не стоит выбирать меньше, чем толщина заготовки, так как есть риск, что он не сможет проварить всю конструкцию целиком. Толщина должна совпадать с диаметром, или же электрод может толще, не более 1 мм. Это влияет на удобство сваривания, так как состав в выбранной марке уже не будет меняться.
«Важно!Все особенности выбора могут оказаться бесполезными, если не будет подобран правильный режим тока, под которым материал сможет раскрыть весь свой потенциал. »
Основные режимы и нюансы применения
Режимы во многом зависят от положения, в котором проводится сваривание. Ведь из-за земного притяжения расплавленный металл будет стекать вниз, так что при потолочном и вертикальном положении требуется уменьшить силу тока, чтобы все плавилось не так быстро.
Величина диаметра, мм | Положение | ||
Нижний шов | Вертикальный шов | Потолочный шов | |
2 | 40…80 | 40…70 | 40…70 |
2,5 | 70…90 | 60…80 | 60…80 |
3 | 100…130 | 90…120 | 90…120 |
4 | 160…190 | 130…160 | 130…160 |
5 | 180…240 | 160…210 | |
6 | 210…290 |
svarkaipayka. ru
Электроды постоянного тока для сварки: марки, какие лучше, маркировка, особенности постоянки
Главная страница » О сварке » Электроды постоянного тока
Сварка постоянным током имеет больший спектр применения, нежели соединение с использование переменного напряжения. Это обусловлено несколькими неоспоримыми преимуществами данного вида сваривания. Поэтому электроды для сварки постоянным током являются более востребованными. Именно постоянные материалы мы рассмотрим в статье.
Следует отметить, что не все оборудование имеет возможность давать постоянное напряжение. Если мастер сварочного дела располагает трансформатором без выпрямителя или генератором переменного тока, то необходимо использовать расходники для переменного тока.
Особенности сварки постоянным током
Сварочный процесс с применением постоянного напряжения имеет ряд отличительных свойств. Некоторые характеристики можно рассмотреть как достоинства, другие в качестве недостатков.
Плюсы:
- практически полное отсутствие разбрызгивания металла обеспечивает сокращение издержек электродов;
- постоянка делает работу сварщика проще;
- высокая производительность и эффективность труда;
- устойчивость и стабильность дуги даже при воздействии негативных влияний: порывы ветра, колебания напряжения и другие;
- качественный и аккуратный шов;
- возможность соединения изделий из тонкого металла;
- отсутствие непровариваемых участков.
Минусы:
- сваривание с применением постоянного тока осуществляется при помощи инверторных аппаратов. Данное оснащение отличается высокой стоимостью;
- «магнитное дутье» создает проблемы с нестабильной дугой в сложных местах (напр. углах).
Прямая или обратная полярность
Нужно знать сварщику! Соединение металлов постоянным током можно проводить двумя режимами: с прямой и обратной полярностью. Первый режим: к электроду подключается минус, а к металлическому изделию — плюс. При сваривании обратной полярности наоборот: к электроду- плюс, к заготовке — минус.
Сварочные работы прямой полярностью образуют на кончике электрода катодное пятно, обратной — анодное. В районе анодного пятна температура доходит до 3900°С, в районе катодного — до 3200°С. Во время сваривания на прямой полярности тепло концентрируется на обрабатываемом изделии, из-за этого происходит углубление корня сварочного шва.
Поэтому напряжение прямой полярности лучше применять при сваривании толстостенных изделий и в тех случаях, когда требуется высокая температура.
Ток обратной полярности используется для работы со следующими материалами:
- конструкции из тонколистовой стали;
- легкоплавкие металлы;
- чувствительные к перегреву стали: нержавеющие, легированные и высокоуглеродистые.
Особенности сварки при прямой полярности:
- большое разбрызгивание и высокий коэффициент проплавления обусловлены тем, что металл от материалов переносится в сварочную ванну большими каплями;
- электрическая дуга отличается нестабильностью;
- правильный нагрев изделия;
- некоторые сварочные материалы показывают увеличение коэффициента наплавки;
- сварочный шов имеет нестандартный состав материала: отсутствие углерода, большое количество кремния и марганца.
- меньший нагрев стержня позволяет специалисту использовать токи с более высоким значением.
Особенности соединения при обратной полярности:
Полезное видео
Посмотрите ролик, где наглядно разъясняется разница использования полярностей.
Маркировка электродов для постоянного тока
Различные типы сварочных материалов имеют собственную маркировку. Маркировка содержит основную информацию об электроде. Формат данных сведений включает 12 цифровых комбинаций, каждая из которых имеет собственное значение. Основной особенностью маркировок расходников для постоянного тока является цифра «0», расположенная в конце записи. Именно она указывает, что определенная марка рассчитана только на постоянный ток.
Цифра «0» в строке «E 513 B20» обозначает, что данные электроды используются для сварки постоянным током обратной полярности.
Как выбрать
Как выбрать электроды постоянного тока. На рынке сварочных материалов представлено большое количество производителей и поставщиков электродов. Далее мы рассмотрим факторы, с помощью которых можно определить какие электроды лучше для постоянного тока.
При выборе расходников, в первую очередь, необходимо обращать внимание на бренд сварочных материалов. С положительной точки зрения себя зарекомендовали следующие торговые марки: ESAB, ЛЭЗ, Ресанта, Lincoln Electric, Kobelco. Узнать, какие самые популярные, можно, посмотрев результаты опроса в рейтинге.
Следующие составляющие определяются в соответствии с поставленной задачей.
При выборе диаметра электрода следует учитывать какой тип стали предстоит сваривать. Каждая марка материалов имеет определенное назначение.
Также необходимо учесть специфику сварки: бытовая, производственная или промышленная.
Нужно определить следующие параметры:
Важное значение играет покрытие сварочных материалов. Начинающим и неопытным мастерам лучше применять электроды с рутиловой обмазкой. Однако, такой тип покрытия не подойдет для соединения ответственных конструкций.
Ознакомившись с вышеперечисленными характеристиками, без особого труда можно определить какие лучше выбрать электроды для постоянного напряжения.
Лучшие марки
Рассмотрим лучшие марки электродов постоянного тока по мнению сварщиков.
Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.
1. Электроды УОНИ-13/55 являются одними из самых востребованных сварочных материалов для постоянного напряжения. Применяются для соединения ответственных деталей и конструкций из низколегированных и углеродистых сталей.
Достоинства: сварной шов обладает достаточной пластичностью и ударной вязкостью; покрытие электродов обеспечивает низкое содержание в металле шва газов и различных нежелательных примесей; проволока Св-08 или Св-08А, являющаяся базовым материалом для стержня, гарантирует долговечность шва; легкий поджиг дуги.
2. УОНИ-13/45 предназначены для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Преимущества: стойкость сварного шва к образованию горячих и холодных трещин; пластичность и хорошая ударная вязкость соединения; высокая герметичность позволяет заваривать данными электродами емкости, эксплуатирующиеся под давлением; швы менее склонны к старению по сравнению со швами, выполненными материалами других марок. 3. ОЗЛ-6 — электроды, используемые для сварки жаропрочных сталей. Достоинства: шов не подвержен образованию пор и трещин, а также воздействию коррозии; металл шва обладает жаростойкостью; данная марка подходит для работы с металлами разных структур.
4. ОЗС-12 применяются для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Плюсы использования данной марки: сварочный процесс можно проводить во всех положениях; возможно сваривание кромок с небольшим содержанием ржавчины; сварной шов характеризуется прочностью и долговечностью; устойчивая дуга; во время работ практическим не выделяются токсичные вещества. 5. ЦЛ-11 предназначены для сваривания коррозионностойких и хромоникелевых сталей. Преимущества: сварное соединение отличается повышенной стойкостью к коррозии; малое разбрызгивание; устойчивая дуга; шлак отделяется на удовлетворительном уровне.
6. АНО-21 используются для работы с углеродистыми и низколегированными сталями. Данная марка пользуется особым спросом у профессионалов и у начинающих мастеров. Обусловлено это несколькими причинами: стабильность, мягкость и легкая зажигаемость дуги; малое разбрызгивание металла; металл шва имеет мелкочешуйчатую структуру.
7. LB-52U используются для сваривания углеродистых и низколегированных сталей. Достоинства: высокая производительность; стабильная дуга; минимальное разбрызгивание; сварка может проводится в любом пространственном положении; высокая стойкость к образованию трещин.
8. МР-3 для работы с ответственными элементами из углеродистых и низколегированных сталей. Преимущества: высокая стойкость шва к образованию горячих трещин и пор; стабильная и мощная сварочная дуга; разбрызгивание металла находится на минимальном уровне; шлаковая корка легко отделяется. 9. ОЗЧ-2 — электроды, предназначенные для сварки и наплавки чугуна. Плюсы: универсальность данной марки; простота использования; устойчивое горение дуги; низкий уровень разбрызгивания; сварной шов характеризуется пластичностью, которая препятствует появлению трещин; легкая отделяемость шлака.
Больше информации:
Марки электродов отобраны по полярностям и дано больше информации по сварочному току на этой странице:
Где купить электроды для постоянного тока.
weldelec.com
Сварочные электроды для переменного тока для РДС
Процесс ручной дуговой сварки с помощью сварочного трансформатора осуществляется на переменном токе. Применяемые при этом электроды должны соответствовать и предназначаться именно для этих целей.
Практика использования этих материалов показывает существенное снижение их популярности ввиду появления современных источников сварочного тока — инверторов. Сварка здесь осуществляется постоянным током.
Минусы при использовании
Можно выделить следующие недостатки использования электродов на переменке, отодвинувших их на второй план:
- сниженная устойчивость и поведение сварочной дуги. Связана с изменчивой полярностью и особенностями переменного тока;
- низкое качество сварного шва;
- значительное разбрызгивание металла с образованием «капель»;
- значительные энергозатраты при сварке ввиду большой потребляемой мощности трансформатора, что не может не сказаться на стоимости конечного изделия.
Обозначение и маркировка
Чтобы определиться с выбором электродов, необходимо разобраться в их маркировке и классификации. Последняя цифра в обозначении и служит указателем для применяемого рода и полярности.
Все варианты представлены в виде таблицы:
Анализируя эти данные, можно сделать вывод об универсальности большинства электродов по отношению к роду тока. Существуют требования по использования определенного напряжения х.х. трансформатора для электродов на переменном токе.
Внимание ! Использование стержней с цифрой «0» на конце в данном случае не рекомендуется — применяется только для постоянки, к примеру «УОНИ».
Марки
Правильный подбор электродов будет зависеть не только от параметров тока, но и от типа свариваемого металла. Если рассматривать стандартные задачи по сварке низкоуглеродистых сталей стоит присмотреться к следующим маркам:
- ОК 46.00;
- МР-3;
- АНО -4, 6, 21;
- ОЗС — 4, 6, 12.
Это электроды с рутиловым покрытием, которые хорошо себя зарекомендовали и прекрасно справляются с поставленными задачами. Поставить какие -то из них в категорию лучшие однозначно нельзя, ведь это все марки, а производитель может быть разным. Соответственно он может применить свои технические условия при производстве и изменить состав обмазки, отличающейся от ГОСТа. При выборе стоит ориентироваться на проверенные бренды — ESAB, ЛЭЗ.
Рекомендуем! Виды электродов по чугуну. Как сделать своими руками
Основные режимы
Добиться хорошего результата при сварке в любом пространственном положении будет возможно при настройке правильных режимов в зависимости от толщины металла.
Величина диаметра, мм | Диапазон сварочного тока, А | ||
В нижнем положении | Вертикальный шов | Потолочный шов | |
2 | 40 — 80 | 40 — 60 | 50 — 70 |
2,5 | 60 — 120 | 60 — 95 | 60 — 100 |
3 | 75 — 150 | 75 — 140 | 75 — 170 |
4 | 110 — 220 | 110 — 210 | 100 — 190 |
5 | 160 — 310 | 150 — 290 | 150 — 280 |
svarkagid. ru
Электроды для сварки постоянным током
Процесс сварки, который происходит при помощи постоянного тока, является одним из самых безопасных и надежных соединений. Такая сварка обеспечивает ровный шов и легкость процесса. Для такого вида сварки используются специальные электроды, которые подводят к свариваемым поверхностям постоянный ток.
Как выбрать электроды для сварки постоянным током.
Как правило, количество фирм и производителей электродов огромное количество. Но как же выбрать качественный продукт. Во-первых, товар должен соответствовать стандартам качества, так же должен иметь сертификаты, и иные документы. Во-вторых, нужно выбирать лишь проверенные электроды, которые одобрены квалифицированными организациями, например Центр Стандартизации и Метрологии. Сварка постоянным током требует особого обеспечения безопасности, поэтому электроды должны соответствовать.
Классификация электродов для сварки постоянным током:
- УОНИ 13/45 (ГОСТ 9466-75, имеет санитарно-эпидемиологическое заключение.
Подходит для углеродистых и низколегированных сталей. При помощи этого электрода можно: варить сосуды, которые работают под давлением, металлы большой толщины, а так же для заварки дефектов литья. Имеют основное покрытие.)
- УОНИ 13/55 (ГОСТ 9466-75, имеет свидетельство об одобрении сварочных материалов, применяется для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Применяют для сварки сосудов под высоким давлением, строительных металлоконструкций.)
- ОЗС-12 (ГОСТ 9467-75, имеет санитарно эпидемиологическое заключение на электроды, подходит для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистой стали. Сварка может происходить во всех положениях, кроме вертикального.)
- ОЗС- 4 (ГОСТ 9467-75, имеет Свидетельство о признании № ВВФ030, подойдет для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Так же позволяет производить процесс сварки по окисленной поверхности.)
- МР- 3С (ГОСТ 9466-75, подойдет для осуществления сварочного процесса над углеродистыми и низколегированными сталями, так же они обеспечивают высокий товарный вид шва, и значительно облегчают сам процесс работы.
)
Выбор качественного электрода для сварки постоянным током, вы получите отличный результат.
Это еще одна запись о электродах для сварки постоянным током.
Ток, используемый при проведении сварочных работ, может быть постоянным или переменным. От этого зависит и выбор электрода. Конечно же, при работе с постоянным током необходимо выбрать и одноименные электроды. Как известно, сварка – это процесс соединения между собой различных металлов. Так вот сварка постоянным током обеспечивает наиболее надежное, прочное и долговечное соединение металлических заготовок. Место соединения – шов выглядит аккуратным и красивым. Прочность соединения создается благодаря высоким температурам, которые образуются в результате действий электрической дуги. В отличие от сварки переменным током, в данном случае полностью отсутствуют металлические капли и неровности. Это достигается в результате отсутствия полярности тока и перехода через нуль.
В специализированных магазинах выбор электродов для дуговой электрической сварки широк и разнообразен. Но критерии отбора должны соблюдаться. И, конечно же, самый главный и основной – это качество продукции. Электроды должны соответствовать установленным и утвержденным стандартам, быть сертифицированными и сопровождаться необходимой разрешительной документацией.
Работа с постоянным током требует огромного внимания и обеспечения безопасных условий труда, поэтому электроды должны быть качественными и безопасными. Покупать нужно только проверенный и одобренный знающими людьми материал. Наиболее распространенные и часто приобретаемые это УОНИ 13/45, УОНИ 13/55, ОЗС-12, ОЗС-6, МР-3 и другие. Они универсальны, просты в использовании, быстро зажигаются и образуют устойчивую дугу. А результат использования – аккуратный ровный шов.
Электроды nobitec для меди, алюминия, чугуна, нержавейки.
elektrod-3g.ru
Эффекты дрейфа электродов при транскраниальной стимуляции постоянным током
1. Acler M, Bocci T, Valenti D, Turri M, Priori A, Bertolasi L. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) при нарушениях сна и усталости у пациентов с постполиомиелитом синдром. Рестор Нейрол Нейроски. 2013;31(5):661–668. [PubMed] [Google Scholar]
2. Антал А., Ницше М.А., Паулюс В. Транскраниальная стимуляция постоянным током и зрительная кора. Мозг Рес Бык. 2006;68(6):459–463. [PubMed] [Академия Google]
3. Аувичаяпат Н., Ротенберг А., Герснер Р. и соавт. Транскраниальная стимуляция постоянным током для лечения рефрактерной фокальной эпилепсии у детей. Мозговой стимул. 2013;6(4):696–700. [PubMed] [Google Scholar]
4. Baudewig J, Nitsche MA, Paulus W, Frahm J. Региональная модуляция ответов BOLD MRI на сенсомоторную активацию человека с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током. Магн Резон Мед. 2001;45(2):196–201. [PubMed] [Google Scholar]
5. Беррихилл М.Э., Джонс К.Т. tDCS выборочно улучшает рабочую память у пожилых людей с более высоким уровнем образования. Нейроски Летт. 2012;521(2):148–151. [PubMed] [Академия Google]
6. Кноткова Х., Ницше М.А., Кручиани Р.А. Предполагаемые физиологические механизмы, лежащие в основе обезболивающего действия tDCS. Передний шум нейронов. 2013;7:628. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
7. Кноткова Х., Портеной Р.К., Круциани Р.А. Транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) уменьшила зуд у пациента с хронической нейропатической болью. Клин Джей Пейн. 2013;29(7):621–622. [PubMed] [Google Scholar]
8. Knotkova H, Rosedale M, Strauss SM, et al. Использование транскраниальной стимуляции постоянным током для лечения депрессии у ВИЧ-инфицированных: результаты технико-экономического обоснования. Фронтовая психиатрия. 2012;3:59. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
9. Kuo MF, Nitsche MA. Влияние транскраниальной электрической стимуляции на познание. Клин ЭЭГ Neurosci. 2012;43(3):192–199. [PubMed] [Google Scholar]
10. Monte-Silva K, Kuo MF, Hessenthaler S, et al. Индукция поздней LTP-подобной пластичности в моторной коре человека повторной неинвазивной стимуляцией мозга. Мозговой стимул. 2013;6(3):424–432. [PubMed] [Google Scholar]
11. Ницше М.А., Куо М.Ф., Карраш Р., Вахтер Б., Либетанц Д., Паулюс В. Серотонин влияет на транскраниальную нейропластичность, индуцированную постоянным током, у людей. Биол психиатрия. 2009 г.;66(5):503–508. [PubMed] [Google Scholar]
12. Nitsche MA, Niehaus L, Hoffmann KT, et al. МРТ-исследование головного мозга человека, подвергнутого слабой стимуляции постоянным током лобной коры. Клин Нейрофизиол. 2004;115(10):2419–2423. [PubMed] [Google Scholar]
13. Ницше М.А., Паулюс В. Протоколы неинвазивной стимуляции мозга в лечении эпилепсии: современное состояние и перспективы. Нейротерапия. 2009;6(2):244–250. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
14. Ницше М.А., Паулюс В. Транскраниальная стимуляция постоянным током — обновление 2011. Restor Neurol Neurosci. 2011;29(6): 463–492. [PubMed] [Google Scholar]
15. Nitsche MA, Roth A, Kuo MF, et al. Зависимая от времени модуляция ассоциативной пластичности общей сетевой возбудимостью моторной коры человека. Дж. Нейроски. 2007;27(14):3807–3812. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
16. Polania R, Paulus W, Nitsche MA. Модулирование корково-стриарной и таламокортикальной функциональной связи с помощью транскраниальной стимуляции постоянным током. Hum Brain Map. 2012;33(10):2499–2508. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
17. Rogalewski A, Breitenstein C, Nitsche MA, Paulus W, Knecht S. Транскраниальная стимуляция постоянным током нарушает тактильное восприятие. Евр Джей Нейроски. 2004;20(1):313–316. [PubMed] [Google Scholar]
18. Stagg CJ, Nitsche MA. Физиологические основы транскраниальной стимуляции постоянным током. Нейробиолог. 2011;17(1):37–53. [PubMed] [Google Scholar]
19. Turkeltaub PE, Benson J, Hamilton RH, Datta A, Bikson M, Coslett HB. Левосторонняя транскраниальная стимуляция постоянным током повышает эффективность чтения. Мозговой стимул. 2012;5(3):201–207. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
20. Вилламар М.Ф., Виватвонгвана П., Патуманонд Дж. и соавт. Фокальная модуляция первичной моторной коры при фибромиалгии с использованием 4×1-кольцевой транскраниальной стимуляции постоянным током высокой четкости (HD-tDCS): немедленный и отсроченный обезболивающий эффекты катодной и анодной стимуляции. Джей Пейн. 2013;14(4):371–383. [PubMed] [Google Scholar]
21. Woods AJ, Hamilton RH, Kranjec A, et al. Пространство, время и причинность в человеческом мозгу. Нейроизображение. 2014;92:285–297. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
22. Ницше М.А., Богджио П.С., Френьи Ф., Паскуаль-Леоне А. Лечение депрессии транскраниальной стимуляцией постоянным током (tDCS): обзор. Опыт Нейрол. 2009;219(1):14–19. [PubMed] [Google Scholar]
23. Nitsche MA, Fricke K, Henschke U, et al. Фармакологическая модуляция сдвигов возбудимости коры, вызванных транскраниальной стимуляцией постоянным током у человека. Дж. Физиол. 2003; 553 (часть 1): 293–301. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
24. Ницше М.А., Яусси В., Либетанц Д., Ланг Н., Тергау Ф., Паулюс В. Консолидация нейропластичности моторной коры человека с помощью D-циклосерина. Нейропсихофармакология. 2004;29(8): 1573–1578. [PubMed] [Google Scholar]
25. Nitsche MA, Liebetanz D, Schlitterlau A, et al. ГАМКергическая модуляция сдвигов возбудимости моторной коры, вызванных стимуляцией постоянного тока, у людей. Евр Джей Нейроски. 2004;19(10):2720–2726. [PubMed] [Google Scholar]
26. Ницше М.А., Либетанц Д., Тергау Ф., Паулюс В. Модуляция возбудимости коры путем транскраниальной стимуляции постоянным током. Нервенарзт. 2002;73(4):332–335. [PubMed] [Google Scholar]
27. Розен А.С., Рамкумар М., Нгуен Т., Хоефт Ф. Неинвазивная транскраниальная стимуляция мозга и боль. Представитель Curr Pain Headache, 2009 г.;13(1):12–17. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
28. Ницше М.А., Паулюс В. Изменения возбудимости, вызванные в моторной коре человека слабой транскраниальной стимуляцией постоянным током. Дж. Физиол. 2000; 527 (часть 3): 633–639. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
29. Кесслер С.К., Минхас П., Вудс А.Дж., Розен А., Горман С., Биксон М. Рекомендации по дозировке транскраниальной стимуляции постоянным током у детей: исследование компьютерного моделирования. ПЛОС Один. 2013;8(9):e76112. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
30. Минхас П., Биксон М., Вудс А.Дж., Розен А.Р., Кесслер С.К. Транскраниальная стимуляция постоянным током в педиатрическом мозге: исследование компьютерного моделирования. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2012; 2012: 859–862. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
31. Nitsche MA, Cohen LG, Wassermann EM, et al. Транскраниальная стимуляция постоянным током: современное состояние 2008. Стимуляция мозга. 2008;1(3):206–223. [PubMed] [Google Scholar]
32. Биксон М., Рахман А. , Датта А. Вычислительные модели транскраниальной стимуляции постоянным током. Клин ЭЭГ Neurosci. 2012;43(3):176–183. [PubMed] [Академия Google]
33. Биксон М., Рахман А., Датта А., Фрегни Ф., Мерабет Л. Моделирование с высоким разрешением помогло разработать индивидуальные и индивидуальные протоколы транскраниальной стимуляции постоянным током. Нейромодуляция. 2012;15(4):306–315. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
34. Датта А., Бансал В., Диас Дж., Патель Дж., Реато Д., Биксон М. Гири-точная модель головы транскраниальной стимуляции постоянным током: улучшенная пространственная фокальность с использованием кольцевой электрод по сравнению с обычной прямоугольной подушечкой. Мозговой стимул. 2009 г.;2(4):201–207. 207 е201. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
35. Паулюс В., Петерчев А.В., Риддинг М. Транскраниальная электрическая и магнитная стимуляция: техника и парадигмы. Handb Clin Neurol. 2013; 116:329–342. [PubMed] [Google Scholar]
36. Kempe R, Huang Y, Parra LC. Моделирование подушечных электродов с массивами высокого разрешения при транскраниальной электростимуляции. Дж. Нейронная инженерия. 2014;11(2):026003. [PubMed] [Google Scholar]
Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC)
- Дом
- Учебники
- Переменный ток (AC) и постоянный ток (DC)
≡ Страниц
Авторы: Шон Хаймел
Избранное Любимый 51
Гром!
Откуда австралийская рок-группа AC/DC получила свое название? Да ведь переменный ток и постоянный ток, конечно же! И AC, и DC описывают типы тока, протекающего в цепи. В постоянный ток (DC), электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. Электрический заряд в переменного тока (AC), с другой стороны, периодически меняет направление. Напряжение в цепях переменного тока также периодически меняется на противоположное, поскольку ток меняет направление.
Большая часть создаваемой вами цифровой электроники будет использовать постоянный ток. Однако важно понимать некоторые концепции переменного тока. Большинство домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если вы планируете подключить свою музыкальную шкатулку Tardis к розетке, вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Переменный ток также обладает некоторыми полезными свойствами, такими как способность преобразовывать уровни напряжения с помощью одного компонента (трансформатора), поэтому переменный ток был выбран в качестве основного средства передачи электроэнергии на большие расстояния.
Чему вы научитесь
- История переменного и постоянного тока
- Различные способы генерации переменного и постоянного тока
- Некоторые примеры приложений переменного и постоянного тока
Рекомендуемая литература
- Что такое электричество
- Что такое цепь?
- Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома
- Электроэнергия
Переменный ток (AC)
Переменный ток описывает поток заряда, который периодически меняет направление. В результате уровень напряжения также меняется на противоположный вместе с током. Переменный ток используется для подачи электроэнергии в дома, офисные здания и т. д.
Генерация переменного тока
Переменный ток можно производить с помощью устройства, называемого генератором переменного тока. Это устройство представляет собой электрический генератор особого типа, предназначенный для выработки переменного тока.
Проволочная петля вращается внутри магнитного поля, которое индуцирует ток вдоль проволоки. Вращение проволоки может осуществляться любыми способами: ветряной турбиной, паровой турбиной, проточной водой и так далее. Поскольку провод вращается и периодически переходит в другую магнитную полярность, напряжение и ток на проводе чередуются. Вот короткая анимация, демонстрирующая этот принцип:
(Видео предоставлено Khurram Tanvir)
Генерацию переменного тока можно сравнить с нашей предыдущей аналогией с водой:
трубы туда-сюда (наш «переменный» ток). Обратите внимание, что сжатый участок трубы по-прежнему оказывает сопротивление потоку воды независимо от направления потока.
Формы сигналов
Переменный ток может принимать различные формы, пока напряжение и ток являются переменными. Если мы подключим осциллограф к цепи с переменным током и построим график зависимости напряжения от времени, то сможем увидеть ряд различных сигналов. Наиболее распространенным типом переменного тока является синусоида. Переменный ток в большинстве домов и офисов имеет колебательное напряжение, которое создает синусоидальную волну.
Другие распространенные формы переменного тока включают прямоугольную и треугольную волны:
Прямоугольные волны часто используются в цифровой и коммутационной электронике для проверки их работы.
Треугольные волны используются при синтезе звука и полезны для тестирования линейной электроники, такой как усилители.
Описание синусоиды
Нам часто требуется описать форму волны переменного тока в математических терминах. В этом примере мы будем использовать обычную синусоиду. Синусоида состоит из трех частей: амплитуда, частота и фаза.
Глядя только на напряжение, мы можем описать синусоиду как математическую функцию:
V(t) — это наше напряжение как функция времени, что означает, что наше напряжение меняется с течением времени. Уравнение справа от знака равенства описывает изменение напряжения во времени.
V P это амплитуда . Это описывает максимальное напряжение, которое может достигать наша синусоида в любом направлении, а это означает, что наше напряжение может быть +V P вольта, -V P вольта или где-то посередине.
Функция sin() указывает, что наше напряжение будет иметь форму периодической синусоиды, которая представляет собой плавное колебание около 0 В.
2π — это константа, которая преобразует частоту из циклов (в герцах) в угловую частоту (в радианах в секунду).
f описывает частоту синусоиды. Это дано в виде герц или единиц в секунду . Частота говорит, сколько раз конкретная форма волны (в данном случае один цикл нашей синусоиды — подъем и спад) возникает в течение одной секунды.
t — наша независимая переменная: время (измеряется в секундах). Поскольку время меняется, наша форма волны меняется.
φ описывает фазу синусоиды. Фаза — это мера того, насколько форма сигнала сдвинута во времени. Его часто задают в виде числа от 0 до 360 и измеряют в градусах. Из-за периодического характера синусоидальной волны, если форма волны смещается на 360°, она снова становится той же формой волны, как если бы она была сдвинута на 0°. Для простоты мы по-прежнему будем считать, что фаза равна 0° до конца этого урока.
Мы можем обратиться к нашему надежному поставщику за хорошим примером того, как работает сигнал переменного тока. В Соединенных Штатах электроэнергия, подаваемая в наши дома, представляет собой переменный ток с напряжением около 170 В от нуля до пика (амплитуда) и частотой 60 Гц (частота). Мы можем подставить эти числа в нашу формулу, чтобы получить уравнение (помните, что мы предполагаем, что наша фаза равна 0):
Мы можем использовать наш удобный графический калькулятор, чтобы построить это уравнение. Если нет графического калькулятора, мы можем использовать бесплатную онлайн-программу для построения графиков, такую как Desmos (обратите внимание, что вам, возможно, придется использовать «y» вместо «v» в уравнении, чтобы увидеть график).
Обратите внимание, что, как мы и предсказывали, напряжение периодически повышается до 170 В и падает до -170 В. Кроме того, каждую секунду происходит 60 циклов синусоиды. Если бы мы измерили напряжение в наших розетках с помощью осциллографа, мы бы увидели это ( ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: не пытайтесь измерять напряжение в розетке с помощью осциллографа! Это может привести к повреждению оборудования).
ПРИМЕЧАНИЕ: Возможно, вы слышали, что напряжение переменного тока в США составляет 120 В. Это также правильно. Как? Говоря о переменном токе (поскольку напряжение постоянно меняется), часто проще использовать среднее или среднее значение. Для этого мы используем метод под названием «Среднеквадратичное значение». (RMS). Часто полезно использовать среднеквадратичное значение для переменного тока, когда вы хотите рассчитать электрическую мощность. Несмотря на то, что в нашем примере напряжение варьировалось от -170 В до 170 В, среднеквадратичное значение составляет 120 В RMS.
Приложения
Домашние и офисные розетки почти всегда подключены к сети переменного тока. Это связано с тем, что генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно легко. При высоких напряжениях (свыше 110 кВ) меньше потерь энергии при передаче электроэнергии. Более высокие напряжения означают более низкие токи, а более низкие токи означают меньшее выделение тепла в линии электропередачи из-за сопротивления. Переменный ток можно легко преобразовать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов.
Переменный ток также может питать электродвигатели. Двигатели и генераторы — это одно и то же устройство, но двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую (если вал двигателя вращается, на клеммах возникает напряжение!). Это полезно для многих крупных бытовых приборов, таких как посудомоечные машины, холодильники и т. д., которые работают от сети переменного тока.
Постоянный ток (DC)
Постоянный ток немного легче понять, чем переменный ток. Вместо того, чтобы колебаться туда-сюда, постоянный ток обеспечивает постоянное напряжение или ток.
Генерация постоянного тока
Постоянный ток может быть получен несколькими способами:
- Генератор переменного тока, оснащенный устройством, называемым «коммутатором», может производить постоянный ток
- Использование устройства под названием «выпрямитель», которое преобразует переменный ток в постоянный
- Батареи обеспечивают постоянный ток, который генерируется в результате химической реакции внутри батареи
Снова используя нашу аналогию с водой, DC подобен резервуару с водой со шлангом на конце.
Бак может выталкивать воду только в одном направлении: из шланга. Как и в случае с нашей батареей постоянного тока, когда резервуар опустеет, вода больше не будет течь по трубам.
Описание постоянного тока
Постоянный ток определяется как «однонаправленный» поток тока; ток течет только в одном направлении. Напряжение и ток могут меняться с течением времени, пока не меняется направление потока. Для упрощения предположим, что напряжение является константой. Например, мы предполагаем, что батарея AA обеспечивает 1,5 В, что может быть описано в математических терминах как:
Если изобразить это во времени, мы увидим постоянное напряжение:
Что это значит? Это означает, что мы можем рассчитывать на то, что большинство источников постоянного тока будут обеспечивать постоянное напряжение во времени. В действительности батарея будет медленно разряжаться, а это означает, что напряжение будет падать по мере использования батареи. Для большинства целей мы можем предположить, что напряжение является постоянным.
Applications
Почти все электронные проекты и детали, которые продаются на SparkFun, работают на DC. Все, что работает от батареи, подключается к розетке с помощью адаптера переменного тока или использует кабель USB для питания, зависит от постоянного тока. Примеры электроники постоянного тока включают:
- Мобильные телефоны
- D&D Dice Gauntlet на основе LilyPad
- Телевизоры с плоским экраном (переменный ток поступает в телевизор, который преобразуется в постоянный ток)
- Фонари
- Гибридные и электрические транспортные средства
Битва течений
Почти каждый дом и офис подключен к сети переменного тока. Однако это решение было принято не в одночасье. В конце 1880-х годов множество изобретений в США и Европе привели к полномасштабной битве между распределением переменного и постоянного тока.
В 1886 году электрическая компания Ganz Works, расположенная в Будапеште, электрифицировала весь Рим с помощью переменного тока. Томас Эдисон, с другой стороны, построил 121 электростанцию постоянного тока в Соединенных Штатах к 1887 году. Поворотный момент в битве наступил, когда Джордж Вестингауз, известный промышленник из Питтсбурга, купил патенты Николы Теслы на двигатели переменного тока и трансмиссию в следующем году. .
Переменный ток и постоянный ток
Томас Эдисон (Изображение предоставлено сайтом biography.com)
В конце 1800-х постоянный ток нельзя было легко преобразовать в высокое напряжение. В результате Эдисон предложил систему небольших местных электростанций, которые могли бы снабжать энергией отдельные районы или районы города. Питание распределялось по трем проводам от силовой установки: +110 вольт, 0 вольт и -110 вольт. Свет и двигатели можно было подключить между розеткой +110 В или 110 В и 0 В (нейтраль). 110В допускало некоторое падение напряжения между установкой и нагрузкой (дом, офис и т.д.).
Несмотря на то, что падение напряжения на линиях электропередач было учтено, электростанции должны были располагаться в пределах 1 мили от конечного пользователя.
Никола Тесла (Изображение предоставлено wikipedia.org) | Джордж Вестингауз (Изображение предоставлено pbs.org) |
Используя патенты Теслы, компания Westinghouse работала над усовершенствованием системы распределения переменного тока. Трансформаторы предоставили недорогой метод повышения напряжения переменного тока до нескольких тысяч вольт и снижения его до приемлемого уровня. При более высоких напряжениях та же мощность могла передаваться при гораздо более низком токе, что означало меньшие потери мощности из-за сопротивления в проводах. В результате крупные электростанции могут быть расположены за много миль и обслуживать большее количество людей и зданий.
Клеветническая кампания Эдисона
В течение следующих нескольких лет Эдисон провел кампанию, направленную на то, чтобы решительно воспрепятствовать использованию переменного тока в Соединенных Штатах, которая включала лоббирование законодательных собраний штатов и распространение дезинформации об переменного тока. Эдисон также приказал нескольким техникам публично казнить животных электрическим током, пытаясь показать, что переменный ток более опасен, чем постоянный. Пытаясь показать эти опасности, Гарольд П. Браун и Артур Кеннелли, сотрудники Эдисона, разработали первый электрический стул для штата Нью-Йорк, использующий переменный ток.
Возникновение переменного тока
В 1891 году во Франкфурте (Германия) проходила Международная электротехническая выставка, на которой была представлена первая на выставке передача трехфазного переменного тока на большие расстояния, от которого питались лампы и двигатели. Присутствовали несколько представителей того, что впоследствии станет General Electric, и впоследствии они были впечатлены выставкой. В следующем году была создана General Electric, которая начала инвестировать в технологии переменного тока.
Электростанция Эдварда Дина Адамса на Ниагарском водопаде, 1896 (Изображение предоставлено teslasociety.com)
Компания Westinghouse выиграла контракт в 1893 году на строительство плотины гидроэлектростанции для использования энергии Ниагарского водопада и подачи переменного тока в Буффало, штат Нью-Йорк. Проект был завершен 16 ноября 1896 года, и промышленность Буффало начала получать электроэнергию переменного тока. Эта веха ознаменовала упадок постоянного тока в Соединенных Штатах. В то время как Европа примет стандарт переменного тока 220-240 вольт при 50 Гц, стандарт в Северной Америке станет 120 вольт при 60 Гц.
Высоковольтный постоянный ток (HVDC)
Швейцарский инженер Рене Тюри использовал серию двигателей-генераторов для создания высоковольтной системы постоянного тока в 1880-х годах, которую можно было использовать для передачи энергии постоянного тока на большие расстояния. Однако из-за высокой стоимости и обслуживания систем Thury HVDC никогда не применялись почти столетие.
С изобретением полупроводниковой электроники в 1970-х годах стало возможным экономичное преобразование переменного тока в постоянный. Для выработки электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (некоторые из них достигают 800 кВ) можно использовать специальное оборудование. В некоторых частях Европы начали использовать линии HVDC для электрического соединения различных стран.
В линиях постоянного тока высокого напряжения потери меньше, чем в эквивалентных линиях переменного тока на очень больших расстояниях. Кроме того, HVDC позволяет подключать различные системы переменного тока (например, 50 Гц и 60 Гц). Несмотря на свои преимущества, системы HVDC более дороги и менее надежны, чем обычные системы переменного тока.
В конце концов Эдисон, Тесла и Вестингауз могут осуществить свои желания. AC и DC могут сосуществовать, и каждый из них служит определенной цели.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь вы должны хорошо понимать различия между переменным и постоянным током. Переменный ток легче преобразовать между уровнями напряжения, что делает передачу высокого напряжения более осуществимой. Постоянный ток, с другой стороны, встречается почти во всей электронике. Вы должны знать, что они не очень хорошо сочетаются, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный, если вы хотите подключить большую часть электроники к сетевой розетке. С этим пониманием вы должны быть готовы заняться более сложными схемами и концепциями, даже если они содержат переменный ток.
Просмотрите следующие руководства, когда будете готовы глубже погрузиться в мир электроники:
- Серийные и параллельные схемы
- Логические уровни
- Как пользоваться мультиметром
- Как привести проект в действие
Хотите узнать больше об основных темах?
Полный список основных тем, связанных с электротехникой, см. на нашей странице Engineering Essentials .
Отведи меня туда!
 
Постоянные токи, электрические цепи и микросети, требующие проверки в недалеком будущем
Введение
На заре производства и передачи электроэнергии (1890-е годы) Джордж Вестингауз и Томас Эдисон боролись друг с другом чтобы увидеть, какая система производства / передачи электроэнергии, переменного тока (Вестингауз) или постоянного тока (Эдисон), станет основной системой распределения электроэнергии в стране. Westinghouse выиграла эту раннюю войну постоянного тока (постоянного тока) против переменного (переменного тока). Это основная система производства и распределения электроэнергии, используемая в Соединенных Штатах и большей части остального мира. Эта ранняя победа была в первую очередь связана с простотой изменения уровней напряжения в системах переменного тока с помощью трансформаторов, а в то время не было простого способа сделать то же самое с системами постоянного тока. Хотя первые сторонники постоянного тока работали над методами преобразования постоянного напряжения в более высокие уровни, сложность использования различных мотор-генераторных установок не была рентабельной, долговечной или практичной.
Однако в последние десятилетия разработка и применение сильноточной, высоковольтной твердотельной электроники (транзисторы и тиристоры) меняют картину. Эти твердотельные устройства могут использоваться и используются в различных режимах переключения для создания преобразователей постоянного тока в постоянный и преобразователей постоянного тока в переменный, а также устройств преобразования переменного тока в постоянный.
На высоковольтной стороне электропередачи установлены и работают линии электропередачи постоянного тока напряжением 800 кВ (800 000 вольт). В лаборатории продемонстрированы устройства, которые могут позволить будущим линиям электропередач работать на напряжении 1100 кВ (1 100 000 вольт) (фото 1). Передача электроэнергии при высоких напряжениях постоянного тока приводит к значительно меньшим потерям, чем передача электроэнергии с использованием переменного тока. А использование постоянного тока позволяет упростить соединение и синхронизацию отдельных крупных сетей передачи.
Фото 1. Оборудование сверхвысокого напряжения в лаборатории. Предоставлено Siemens
На другом конце спектра напряжения наши компьютеры, принтеры, часы, светодиодные лампы и другие электронные устройства в наших домах работают в основном от постоянного тока, который был преобразован по сравнению с нормальным распределением. напряжения 120/240 В переменного тока до уровня менее 15 В постоянного тока в этих устройствах или в импульсном источнике питания на вилке (розетке).
В прошлые годы в люминесцентных системах освещения в магазинах использовались электронные балласты, которые могли работать как с переменным, так и с постоянным током. Эти системы освещения питались от постоянного тока от фотоэлектрической системы, установленной на крыше, когда от этого источника было достаточно энергии. Ночью или в пасмурную погоду сеть переменного тока питала систему освещения. Переход с переменного тока на постоянный и обратно прошел без проблем.
Если бы постоянный ток при соответствующем напряжении был легко доступен в наших коммерческих, промышленных и жилых помещениях, была бы достигнута значительная эффективность и экономия средств. Такая система передачи и распределения постоянного тока, а также использование в помещениях постоянного тока — это волна будущего. В некоторых промышленных приложениях уже используется питание постоянного тока. Конечные устройства (например, приводы с регулируемой скоростью и бытовая техника), которые могут работать на постоянном токе от системы электропроводки в помещении, будут разработаны как микросети постоянного тока, а наносети начнут устанавливаться сначала в промышленных, затем в коммерческих и, наконец, в жилых зданиях.
Различные организации, включая производителей, университеты и специально созданные группы, занимающиеся применением постоянного тока в устройствах в нашей повседневной жизни, активно участвуют в исследованиях, изучении и применении цепей постоянного тока, устройств и микросетей постоянного тока. Одной из таких организаций является Emerge Alliance (https://www.emergealliance.org/).
Emerge Alliance уже выпустил несколько стандартов, касающихся микросетей постоянного тока и наносетей постоянного тока. Он работает с несколькими другими организациями, такими как Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), над разработкой стандартов для телекоммуникационных систем, микросетей кампусов / районов / сообществ и жилых приложений.
Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), как издатель Национального электротехнического кодекса (NEC), , разрабатывает и включает требования для цепей постоянного тока и микросетей постоянного тока в более поздние издания NEC .
В редакциях NEC 2017 и 2020 годов есть многочисленные ссылки на цепи и системы постоянного тока. В следующих параграфах представлен список, а в некоторых случаях и краткое изложение различных требований NEC , которые относятся к системам, оборудованию и цепям постоянного тока.
В статье 100 нейтральная точка определяется как средняя точка (по напряжению между положительным и отрицательным проводниками) трехпроводной системы постоянного тока. В приложении 100.14 (в справочнике NEC 2017 г.) показан пример использования 3-проводной системы постоянного тока, полученной из аккумуляторной батареи. Эта средняя точка подключается к проводнику, подобному нейтральному проводнику в системе 240/120 В переменного тока.
Раздел 210.5(C)(2), Ответвленные цепи, питаемые от систем постоянного тока, устанавливает требования к идентификации с точки зрения маркировки или цветового кодирования для этих цепей постоянного тока и размеров 4 AWG и больше и размеров 6 AWG и меньше. Незаземленные проводники калибра 4 AWG и выше должны быть идентифицированы по полярности на каждом конце, соединении или месте сращивания. Для положительных незаземленных проводников доступны следующие варианты:
- Сплошная красная внешняя отделка; непрерывная красная полоса на проводе другого цвета, кроме зеленого, белого, серого или черного,
- Отпечатанный знак плюс (+) или слово «позитивный» или POS, прочно нанесенный на изоляцию цвета, отличного от зеленого, белого, серого или черного, и повторяющийся с интервалами, не превышающими 24 дюймов, или
- Утвержденная постоянная маркировка, такая как термоусадочная трубка на всех концах, соединениях и точках сращивания с отпечатанными знаками плюс (+) или словом «положительный» или POS, нанесенная долговечной маркировкой на установке другого цвета, кроме зеленого, белого, серого или черного.
Аналогичная система маркировки должна использоваться на незаземленных отрицательных проводниках, за исключением того, что основной цвет будет черным, а нижележащая изоляция не может быть красной, зеленой, серой или белой.
Следует отметить, что существует и существует множество автономных автономных электрических систем постоянного тока в жилых помещениях, которые должны использовать эти цветовые коды для идентификации проводников постоянного тока, но, вероятно, этого не произошло. «Правило», которое использовалось в прошлом, было «красный для положительного и черный для отрицательного».0139 NEC дополняет это требование дополнительными требованиями.
Фото 2. Внешний металлический корпус предназначен для оборудования для проверки неисправностей. Предоставлено Джоном УайлсомФото 3. Трубопроводы из ПВХ , проложенные под землей между зданиями в исследовательском центре микросетей. Предоставлено Джоном Уайлсом
Ожидаемое номинальное напряжение постоянного тока. Некоторые из рабочих групп, устанавливающих и пишущих стандарты для этих микросетей постоянного тока и цепей постоянного тока, работают над номинальным напряжением 380 В между линиями (положительное к отрицательному). Существует некоторая вероятность того, что это будет биполярная система со средней точкой, соединенной с землей, что делает линейные напряжения номинальным значением 190 В. Это имеет некоторое влияние, если мы посмотрим на Раздел 210.6(D)(3) , который может налагать ограничения или требования на установку светильников (лампы накаливания, люминесцентные и светодиодные) в системах постоянного тока.
Раздел 215.12 «Идентификация фидеров», посвящен идентификации незаземленных проводников фидеров, питаемых от источников постоянного тока. Требования к цветам и маркировке как для малых, так и для больших проводников аналогичны требованиям, предъявляемым к проводникам параллельных цепей в Разделе 210.5.
Раздел 240.15(B)(4), Защита от перегрузки по току, устанавливает требования к использованию автоматических выключателей в качестве устройства защиты от перегрузки по току в цепях постоянного тока. Допускается использование однополюсных автоматических выключателей на 125/250 В постоянного тока с ручными стяжками, когда напряжение между линией и землей не превышает 125 В. Однако, как упоминалось выше, фазное напряжение в этих микросетях постоянного тока может составлять 190 В, поэтому требуется автоматический выключатель с более высоким номинальным напряжением. Хотя постоянный ток труднее прервать, ожидается, что центры нагрузки постоянного тока будут не слишком большими.
Раздел 250.6(E) , Заземление и соединение цепей постоянного тока, обсуждает требование по обеспечению изоляции при наличии нежелательных постоянных токов заземления от систем катодной защиты .
Исключение № 3 к разделу 250.142(B) стандарта NEC 2017 г., касающееся заземления со стороны нагрузки постоянного тока, было удалено из стандарта NEC 2020 г. .
Статья 250, часть VIII, Системы постоянного тока, отвечает многочисленным требованиям, касающимся заземления систем постоянного тока. Применительно к биполярной микросетевой системе на 380 В постоянного тока раздел 250.162 (B) требует, чтобы эта система была заземлена, и это обычно будет проводник в средней точке. Раздел 250.164 указывает, что точка подключения для заземления в системе постоянного тока будет зависеть от того, находится ли источник постоянного тока в помещении или за его пределами. В любом случае источник может использоваться в качестве места заземления. В качестве альтернативы в локальном источнике можно использовать первое средство отключения системы или устройство перегрузки по току или другое оборудование, указанное и идентифицированное для эквивалентной защиты системы.
Раздел 250.166 определяет требуемый размер проводника заземляющего электрода постоянного тока. Эти требования аналогичны требованиям, содержащимся в других разделах статьи 250, касающихся размера проводника заземляющего электрода переменного тока в зависимости от типа заземляющего электрода, с небольшими отличиями.
В разделе 250.167 рассматриваются требования к обнаружению замыкания на землю постоянным током. Незаземленные системы постоянного тока должны иметь обнаружение замыкания на землю, но обнаружение замыкания на землю разрешено только в заземленных системах постоянного тока.
В разделе 250.168 обсуждаются размеры и требования к соединениям системной перемычки постоянного тока, а также места, где проводники заземления оборудования должны быть подключены к проводнику заземляющего электрода постоянного тока. В разделе 250.169 рассматривается заземление незаземленных систем постоянного тока с отдельными выводами.
Раздел 393.45 следует пересмотреть, чтобы определить требования к защите от обратной полярности, когда низковольтные системы постоянного тока используются для подвесных систем распределения электроэнергии.
Раздел 404.14(B) устанавливает ограничения на использование переключателей мгновенного действия общего назначения (помните такие?) с номиналами переменного и постоянного тока при подключении к различным нагрузкам.
В разделах 408.3(E) и (F) обсуждаются расположение шин и маркировка для различных типов систем постоянного тока.
Раздел 410.134 требует, чтобы светильники, установленные в цепях постоянного тока, имели вспомогательное оборудование, предназначенное для работы на постоянном токе, и светильники были маркированы для работы на постоянном токе.
Таблица 430.12(B), разделы 430.22(A) и 430.29, а также таблица 430.247 устанавливают различные требования к двигателям постоянного тока.
В разделе 445.12(E) перечислены требования к защите от перегрузки по току для трехпроводных генераторов постоянного тока.
Статья 480 охватывает многочисленные требования к аккумуляторным батареям, которые являются накопителями энергии постоянного тока.0094, устанавливает пределы напряжения для цепей постоянного тока в некоторых приложениях и местах.
Раздел 530.64 , Распределительные щиты постоянного тока, устанавливает несколько требований, связанных с использованием постоянного тока в распределительных щитах.
Статья 668, Электролитические элементы , содержит несколько разделов, посвященных подключениям постоянного тока к этим элементам.
Статья 669, Гальваника содержит несколько требований, связанных с цепями постоянного тока.
Интегральные электрические цепи, Раздел 685.12 разрешает заземлять двухпроводные цепи постоянного тока в интегрированных электрических системах.
В статье 690 «Солнечные фотоэлектрические (PV) системы» содержатся многочисленные требования, основанные на выходном постоянном токе фотоэлектрических модулей. Эти требования подробно обсуждались в предыдущих статьях этой серии, архив которых размещен на сайте www. IAEI.org.
Статья 691, Крупномасштабное предприятие по производству фотоэлектрической (ФЭ) электроэнергии , охватывает требования к документации по требованиям к рабочему напряжению постоянного тока для фотоэлектрических систем мощностью более 5 мегаватт, которые не находятся под непосредственным управлением коммунального предприятия.
Статья 692, Системы топливных элементов , содержит требования к цепям постоянного тока, если эти цепи являются внешними по отношению к топливному элементу.
Статья 694, Ветроэлектрические системы , содержит требования, если цепи постоянного тока расположены вне турбины.
Статья 712, Микросети постоянного тока , найдут широкое применение, поскольку эти микросети постоянного тока находят свое применение в промышленных, коммерческих и жилых помещениях. Эта относительно короткая статья, несомненно, будет расширена в будущих изданиях Code по мере распространения этих приложений. Решения реальных проблем установки должны быть систематизированы, чтобы обеспечить единую безопасность этих систем.
Исследование микросетей постоянного тока в Университете штата Нью-Мексико.
Юго-западный институт развития технологий (SWTDI) при Университете штата Нью-Мексико (где автор проработал 32 года) был основан в начале 1980-х как партнерство между Университетом штата Нью-Мексико и Министерством энергетики США (см. -на фото). Объект был посвящен прикладным исследованиям фотоэлектрических (PV) энергетических систем. Несмотря на то, что он прекратил формальную, полностью занятую работу примерно в 2013 году, объект под наблюдением автора продолжает производить от 40 до 50 кВт полезной интерактивной энергии от установленных фотоэлектрических систем. Часть объекта в настоящее время переоборудуется для исследования микросетей постоянного тока, и автор наблюдает за студентами-электриками и инженерами-механиками на начальных этапах процесса преобразования. Было бы полезно отметить некоторые проблемы, которые решаются при работе с этим исследовательским центром микросети 380 В постоянного тока.
Шина 380 В постоянного тока. Для этого объекта было решено установить главную шину на 100 ампер, номинальное напряжение 380 В постоянного тока, соединяющую рабочие станции в двух соседних зданиях. При этом уровне тока были выбраны проводники 1 AWG, и в проекте предполагалось, что между положительным и отрицательным проводниками 380 В постоянного тока будет находиться проводник в средней точке, который согласно требованиям Code будет заземлен, но не обязательно глухозаземлен [ 712.52(В)].
Между зданиями под землей проложены четыре ПВХ трубы. Кабелепроводы состояли из одного 3-дюймового ПВХ-кабелепровода для основной шины на 100 ампер 380 В постоянного тока. Был установлен еще один 3-дюймовый трубопровод, также со 100-амперными проводами, для возможности проверки проектируемого оборудования на наличие неисправностей. В наружном металлическом корпусе для этой шины для проверки неисправности имеется точка подключения (фото 2). Третий 3-дюймовый кабелепровод был проложен для 100-амперной шины 120/240 В переменного тока между зданиями, чтобы обеспечить возможность подключения нагрузок переменного тока к шине постоянного тока после преобразования постоянного тока в переменный. Четвертый кабелепровод из ПВХ имел размер 2 дюйма и предназначался для цепей сбора данных, цепей связи и кабеля локальной сети. Кабелепроводы из ПВХ под землей относятся к Графику 40; над землей — График 80. См. фото 3.
Кабелепроводы из ПВХ на входе в здания заканчиваются двумя стальными кабель-каналами 6 x 6″, причем каналы, содержащие цепи 100 ампер 380 В постоянного тока, входят в один канал, а цепи переменного тока и цепи связи заканчиваются во втором канале ( фото 4). Каждая из двух цепей 380 В постоянного тока между двумя зданиями будет заканчиваться в каждом здании размыкателем постоянного тока на 100 ампер. Следует отметить, что эти 100-амперные разъединители постоянного тока без предохранителей (или с предохранителями) довольно велики. Хотя они могут подходить для промышленных и некоторых коммерческих установок, отрасли придется разрабатывать и продавать гораздо меньшие разъединители для бытового рынка. Это отключение обеспечивает независимую работу каждого здания и будет иметь систему блокировки и маркировки для обеспечения безопасности оператора. 100-амперная цепь переменного тока между зданиями будет заканчиваться 100-амперным центром нагрузки в каждом здании. См. фото 5.
От металлических каналов 2-дюймовые кабелепроводы ЕМТ были проложены к четырем рабочим станциям в одном здании и одной рабочей станции во втором здании. Они будут нести проводники шины 380 В постоянного тока. ЕМТ был выбран на основании повышенных требований к безопасности этой металлической трубы, которая открыта и проходит вдоль внутренних стен здания. Подключения через рабочие станции к шине 380 В постоянного тока могут осуществляться от одной или нескольких фотоэлектрических систем, системы накопления энергии, других источников, таких как генератор с приводом от двигателя, работающий на углеводородном топливе, или ветряная турбина. Преобразователи постоянного тока в постоянный или инверторы переменного тока в постоянный будут соединять каждый из этих источников (или нагрузок) с шиной 380 В постоянного тока. Студенты будут проектировать и тестировать интерфейсные устройства.
Фото 5. 240 В, 100 А, центр нагрузки переменного тока слева. 600 В, 100 А постоянного тока отключается справа. Предоставлено Джоном Уайлсом
Разъединители и устройства перегрузки по току . Разъединители постоянного тока на 600 вольт (предохранительные выключатели) распространены в конфигурациях на 60 и 100 ампер. Разъединители на 60 ампер были выбраны для каждой рабочей станции, чтобы можно было подключить две панели входов/выходов с предохранителями на 30 ампер для подключения нагрузок или источников до 30 ампер на каждый вход. Как отмечалось ранее, эти разъединения велики и, вероятно, не вписываются в жилую среду.
Хотя эти разъединители постоянного тока на 600 В доступны в конфигурациях с предохранителями, многие из наиболее распространенных предохранителей типа RK рассчитаны только на 300 В постоянного тока. Имеются индикационные и твердотельные предохранители, которые можно использовать с номиналом 500 вольт постоянного тока, но было решено установить разъединители без предохранителей. Миниатюрные, безопасные для пальцев держатели предохранителей были установлены в пространстве, обычно занимаемом большими предохранителями (фото 6). Поскольку точный характер системы обнаружения замыкания на землю в настоящее время неизвестен, все три проводника (положительный, отрицательный и средний) шины 380 В постоянного тока были переключены, и каждый из трех проводников был защищен предохранителем в каждом из двух входов/выходов. цепи для каждого рабочего места.
Несмотря на то, что входная/выходная проводка и держатели предохранителей рассчитаны на 30 ампер, предохранители, которые будут использоваться, будут выбираться на основе номинального постоянного тока источника входного сигнала или выходной нагрузки до 30 ампер.
Лабораторные рабочие процедуры должны быть установлены для обеспечения того, чтобы ни один проводник или разъединитель не подвергался длительному воздействию тока, превышающего 80% номинального значения.
Фотоэлектрическая система с номинальным выходным напряжением постоянного тока 400 вольт и током около 8 ампер (номинальное значение STC) будет подключена ко входу преобразователя постоянного тока. Этот преобразователь будет не только отслеживать пиковую мощность фотоэлектрической батареи, но и поддерживать постоянный выходной ток 380 В, необходимый для шины 380 В постоянного тока. Требования к защите от перегрузки по току фотоэлектрической системы с использованием устройств перегрузки по току, перечисленных для фотоэлектрических приложений [69].0.9(B)] определил, что следует использовать миниатюрные предохранители с этим списком.
Для микросетевой системы планируется подключение к аккумуляторной системе (напряжение подлежит уточнению). Программируемый двунаправленный преобразователь постоянного тока в постоянный будет управлять зарядкой и разрядкой аккумулятора, поддерживая при этом относительно стабильное напряжение на шине 380 вольт. Средняя точка батареи (+/- 190 вольт) также может быть использована (с соответствующими регуляторами выравнивания), чтобы гарантировать, что положительное и отрицательное напряжения относительно земли на шине остаются близкими к +/- 190 вольт.