Модели индивидуальных графиков нагрузки сварочных машин

Вагин Г.Я., Лоскутов А.Б.
Известия высших учебных заведений

       Источник: Электромеханика. - 1986. - №12. – с. 6 – 9

       Особенностью работы сварочных машин и установок является импульсный характер создаваемых ими графиков нагрузки. У точечных, рельефных и шовных сварочных машин импульсы нагрузки имеют одинаковую амплитуду и длительность, что обеспечивается с помощью аппаратуры управления сварочного процесса. Для других типов сварочных машин разброс амплитуд импульсов нагрузки не превышает 5%, исключение составляют стыковые и многоточечные сварочные машины. Графики нагрузки сварочных машин необходимо рассматривать как периодические, циклические или случайные последовательности одиночных групп или комплексов групп импульсов [1].
       Известные аналитические методы расчета электрических нагрузок сварочных машин основаны на описании индивидуальных графиков средними показателями, такими, как коэффициент загрузки и фактическая продолжительность включения за цикл работы. Таким образом, график нагрузки заменяется периодическим одноимпульсным графиком с указанными показателями. Эти упрощения снижают трудоемкость аналитических расчетов электрических нагрузок, однако могут приводить к большим погрешностям. Наиболее точным методом расчета при импульсных графиках является метод имитационного моделирования графиков нагрузки на ЭВМ, позволяющий учесть все многообразие индивидуальных графиков и их случайный характер [1]. Однако при большом количестве сварочных машин и разнообразном характере их графиков нагрузки, применение этого метода сдерживается из-за необходимости оперирования с большим объемом вводимой в ЭВМ информации и большим временем расчета. Поэтому в настоящей работе доказана возможность замены сложных моделей импульсных графиков более простыми без потери необходимой точности расчетов.
       При расчете электрических нагрузок от импульсных графиков и оценке их воздействия на электрическую сеть важное значение имеет зависимость дисперсии нагрузки от интервала осреднения Θ [2]:
       

       где - корреляционная функция графика нагрузки.
       С целью исследования факторов, определяющих вид зависимости для различных форм индивидуальных графиков, эти зависимости были построены расчетным путем.
       При анализе графиков нагрузки шовных сварочных машин и стыковых с импульсным подогревом установлено, что группу импульсов постоянной амплитуды, длительности и интервалов следования импульсов в группе можно эквивалентировать одним импульсом той же амплитуды, длительность которого равна сумме длительностей всех входящих в группу импульсов:
.

Рисунок 1 - Корреляционные характеристики групп импульсов
       
       Сравнение зависимостей графиков нагрузки, представляющих группу импульсов и эквивалентного одноимпульсного графика (рис.1), свидетельствует о том, что максимальная разность дисперсий составляет не более 2%.
       Последовательности комплексов групп импульсов. Создаваемые как подвесными, так и стационарными сварочными машинами, являются более сложными импульсными формированиями. В настоящее время при использовании аналитических методов расчета используются среднестатистические показатели работы, т.е. сложный график нагрузки заменяется эквивалентным одноимпульсным той же амплитуды и длительности со средним интервалом следования. Расчеты, проведенные авторами, показали, что комплекс групп импульсов не может быть эквивалентирован равномерно распределенными импульсами (той же амплитуды и длительности) на всем интервале цикла.
       Установлено, что вид корреляционной функции комплексов группы импульсов, для которых амплитуда, длительность и интервалы следования импульсов в группах постоянны, определяется группой с максимальным количеством импульсов.
       Интервал следования эквивалентных групп импульсов:

       Для проверки гипотезы достоверности такой замены авторами проведены расчеты зависимостей для комплексов групп и эквивалентных им групп. Расчеты показали, что предлагаемый метод эквивалентирования дает небольшую погрешность (разность дисперсий фактического и эквивалентного графиков составляет 2-3%) при . При эквивалентной является последовательность импульсов с интервалом следования .

1. Вагин Г.Я. Режимы электросварочных машин.-М.: Энергоатомиздат, 1985. - 192 с.
2. Основы построения промышленных электрических сетей /Каялов Г.М., Каждан А.Э., Ковалев И.Г., Куренный Э.Г.-М.: Энергия, 1987. - 352 с.