汽車工業(yè)常用焊機(jī)的電氣特性及配電設(shè)計(jì)

1、一、引言近年來(lái)，在一些焊接車間設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員對(duì)焊機(jī)設(shè)備的工作原理及電氣特性不清楚，導(dǎo)致對(duì)設(shè)備的配電導(dǎo)線及開關(guān)、車間的負(fù)荷計(jì)算等出現(xiàn)不當(dāng)甚至錯(cuò)誤。另外因?yàn)楣に噷I(yè)對(duì)電氣專業(yè)真正需要的數(shù)據(jù)不清晰，提資料也經(jīng)常因人而異。為此，我所針對(duì)這種情況，編制出焊接車間設(shè)計(jì)的統(tǒng)一技術(shù)措施，并向工藝專業(yè)提出資料的規(guī)范化要求，使今后的設(shè)計(jì)更合理、規(guī)范化，以便提高工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。 為使大家更好的了解工藝設(shè)備，本措施較詳細(xì)的介紹了設(shè)備的工作原理及電氣特性。 防雷接地部分詳見<<防雷接地統(tǒng)一技術(shù)措施>>，這里不在贅述。二、汽車工業(yè)常用焊機(jī)的電氣特性及配電設(shè)計(jì)焊接是工業(yè)生產(chǎn)各部門的一項(xiàng)重要

2、的共性技術(shù)和加工方法，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造與修理、車輛制造等。隨著生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種焊接方法不斷涌現(xiàn)，先后出現(xiàn)了氣體保護(hù)焊、冷壓焊、高頻電阻焊、電渣焊、超聲波焊、電子束焊、摩擦焊、等離子弧焊、爆炸焊、激光焊等余種基本焊接方法。在汽車工業(yè)中常用的焊機(jī)為電阻焊機(jī)及氣體保護(hù)弧焊機(jī)。因焊機(jī)不是連續(xù)工作，這就引出了負(fù)荷持續(xù)率的概念：對(duì)于電阻焊機(jī)：按國(guó)家規(guī)范，電阻焊機(jī)電源的負(fù)荷持續(xù)率為50%，當(dāng)該值為50%時(shí)所允許的電流值和功率值為焊機(jī)的額定電流值和額定功率值，對(duì)于弧焊機(jī)，工作周期分為5min、10min、20min和連續(xù)，國(guó)標(biāo)規(guī)定暫載率為35%、60%和100%。對(duì)于其他任意負(fù)荷持續(xù)率下的焊

3、接電流和額定功率可用等值發(fā)熱量來(lái)進(jìn)行換算：        式中：A%，B%-負(fù)荷持續(xù)率IA，IB  -A%，B%負(fù)荷持續(xù)率下的焊接電流；PA，PB- A%，B%負(fù)荷持續(xù)率下的焊接功率；從上式可以看出，當(dāng)負(fù)荷持續(xù)率上升時(shí)，允許的焊接電流及功率均減小。電阻焊機(jī)在汽車工業(yè)上應(yīng)用，主要是將沖壓成形的薄板結(jié)構(gòu)的車身覆蓋件在其工件搭接連接處利用電阻熱熔化金屬形成焊點(diǎn)，將焊件聯(lián)為一體。一臺(tái)轎車車身的焊點(diǎn)約在35005000點(diǎn)之間。汽車車身點(diǎn)焊是電阻焊的主要形式之一，汽車車身焊裝用的點(diǎn)焊設(shè)備約占全部電阻焊產(chǎn)品的90 % 左右。因此

4、點(diǎn)焊設(shè)備是汽車廠焊接車間配電的核心問(wèn)題，本文主要討論點(diǎn)焊機(jī)。1、點(diǎn)焊機(jī)的分類用于汽車車身焊裝用的點(diǎn)焊機(jī)主要有三類：普通點(diǎn)焊機(jī)、多點(diǎn)焊機(jī)和點(diǎn)焊機(jī)器人。²   普通點(diǎn)焊機(jī)是適用于各種場(chǎng)合、各類焊接對(duì)象的通用點(diǎn)焊設(shè)備，也是組成汽車焊裝自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要設(shè)備。汽車焊裝自動(dòng)化生產(chǎn)線根據(jù)其年生產(chǎn)綱領(lǐng)、汽車年產(chǎn)量不同，每條生產(chǎn)線需普通點(diǎn)焊機(jī)幾十臺(tái)到幾百臺(tái)不等。普通點(diǎn)焊機(jī)根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)合的不同又分為移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)和固定式點(diǎn)焊機(jī)；移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，又分為懸掛式點(diǎn)焊機(jī)和一體化懸掛焊鉗（手提式點(diǎn)焊機(jī)）。²   多點(diǎn)焊機(jī)是為焊裝特定工件設(shè)計(jì)、制

5、造的專用焊接設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，適合大批量單品種生產(chǎn)，適用于焊裝結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、焊點(diǎn)密集、接頭搭邊小、操作困難、焊接質(zhì)量難以保證等因素的工件。其缺點(diǎn)是設(shè)備投資多、專用性強(qiáng)，將逐步由焊接機(jī)器人和相應(yīng)工裝夾具組合取代。目前汽車行業(yè)使用較少。²   機(jī)器人無(wú)論在國(guó)際還是國(guó)內(nèi)，近年來(lái)發(fā)展速度不斷加快，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，新技術(shù)不斷采用，機(jī)器人數(shù)量越來(lái)越多。汽車廠使用的機(jī)器人主要用于搬運(yùn)、焊接等工作。國(guó)外全部使用機(jī)器人的無(wú)人操作汽車廠屢見不鮮漸成主流，這也將是國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物和發(fā)展方向。應(yīng)用機(jī)器人不僅能進(jìn)行復(fù)雜的工藝操作、適應(yīng)惡劣工作環(huán)境，取代笨重、單

6、調(diào)、重復(fù)的人工體力勞動(dòng)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高工效、節(jié)約能源、安全生產(chǎn)、消除一切人為影響產(chǎn)品質(zhì)量因素，還能迅速組成柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，特別適宜于新產(chǎn)品開發(fā)和多品種生產(chǎn)需要，產(chǎn)品換型上馬快、周期短、應(yīng)變能力強(qiáng)。2、點(diǎn)焊機(jī)的組成 無(wú)論哪種類型的點(diǎn)焊機(jī)，其結(jié)構(gòu)均由三大部分組成：電源及控制裝置（阻焊控制器）、能量轉(zhuǎn)換裝置（焊接變壓器）和焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)（點(diǎn)焊鉗或點(diǎn)焊槍）。上面提到的三種類型的點(diǎn)焊機(jī)，其主要區(qū)別在于焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同。普通點(diǎn)焊機(jī)是由工人手抱點(diǎn)焊鉗逐點(diǎn)對(duì)工件焊接，多點(diǎn)焊機(jī)是由安裝在多種形式機(jī)架上的多把點(diǎn)焊槍同時(shí)焊接，點(diǎn)焊機(jī)器人模仿人工動(dòng)作使用安裝在機(jī)械手臂上的點(diǎn)焊鉗對(duì)工件焊接。 

7、60;3、點(diǎn)焊機(jī)的電氣特性從電氣專業(yè)的角度看，點(diǎn)焊機(jī)按工作原理分為交流、直流、脈沖三類。因汽車工業(yè)直流、脈沖焊機(jī)使用量很少，這里不做介紹，僅介紹目前廣泛使用的單相交流工頻焊機(jī)。單相交流工頻焊機(jī)，其典型主電力回路見下圖。主電力開關(guān)晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷50 Hz交流電。    焊接變壓器將電能變換成低電壓，幾伏到二十幾伏；大電流，常用的轎車車身焊接電流約8000A到15000 A，底盤和某些零部件需要的焊接電流還要大，同時(shí)焊接電流的通過(guò)時(shí)間很短，汽車工業(yè)點(diǎn)焊機(jī)焊接時(shí)間約為0.20.8s。雖然要將焊機(jī)均衡安裝到三相電源上，但設(shè)備工作的不確定性，無(wú)法保證三相電源平衡

8、用電；多臺(tái)焊機(jī)同時(shí)通電將使網(wǎng)壓大幅度下降，功率因數(shù)降低，影響焊接質(zhì)量；晶閘管元件的非線性使電源正弦波波形發(fā)生嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生電磁諧波干擾。另外，單相交流電阻焊機(jī)尤其是分體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)焊接時(shí)約90 % 以上的能量消耗在焊接回路（主要是通水焊接電纜）上，能源利用率極低。移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)是汽車車身焊裝自動(dòng)化生產(chǎn)線上完成汽車車身組焊任務(wù)的主要設(shè)備，適用于焊接結(jié)構(gòu)尺寸大、形狀復(fù)雜、不便于移動(dòng)的焊件和大型薄壁結(jié)構(gòu)工件。移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)中的懸掛式點(diǎn)焊機(jī)又分為兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是阻焊控制器與焊接變壓器分開布置，控制器與焊接變壓器使用軟電纜進(jìn)行電氣連接的分體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)，我國(guó)從蘇聯(lián)、日本等國(guó)引進(jìn)的早期產(chǎn)品以及我國(guó)二十世紀(jì)

9、九十年代產(chǎn)品均以此為主。另一種是同體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)，將阻焊控制器和焊接變壓器組裝于一體，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊合理；節(jié)省使用空間、安裝材料和動(dòng)力管道，操作控制器方便；歐美國(guó)家均使用該形式焊機(jī)，也是目前我國(guó)移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)的主導(dǎo)產(chǎn)品。兩種焊機(jī)的焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完全相同的，都是由通水焊接電纜連接點(diǎn)焊鉗傳遞焊接電流，通常配兩把焊鉗輪流工作。其優(yōu)點(diǎn)為操作靈活方便、焊鉗形式多樣。缺點(diǎn)為焊接回路長(zhǎng)、阻抗大、功率因數(shù)低（一般為0.30.5之間）、功率損耗大；同時(shí)通水焊接電纜由于在大電流情況下頻繁扭曲使用，使通水焊接電纜成為該類焊機(jī)的主要“耗材”。下面為某公司銷售數(shù)據(jù)：二十世紀(jì)九十年代七所高科公司銷售的懸掛式點(diǎn)焊機(jī)產(chǎn)品70 %

10、 以上為分體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)，近年來(lái)懸掛式點(diǎn)焊機(jī)產(chǎn)品90 % 以上為同體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)。從產(chǎn)品功率參數(shù)看，目前售出的懸掛式點(diǎn)焊機(jī)約70 % 為160 kVA 的，約30 % 為200 kVA 的。二十世紀(jì)九十年代常用的80 kVA、100 kVA以及125 kVA等功率焊機(jī)，近年來(lái)已無(wú)人訂貨。原因主要有兩方面，一是新材料如鍍鋅鋼板、高強(qiáng)度鋼板、鋁合金板的應(yīng)用，迫使焊接電流要增加很多；二是考慮到懸掛式點(diǎn)焊機(jī)的壽命一般都在十年以上，但焊接變壓器的內(nèi)阻會(huì)逐年增加，導(dǎo)致最大出力逐年減少，所以訂貨時(shí)留有余量。移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī)中的一體化懸掛焊鉗將焊接變壓器與焊鉗制造為一體，沒(méi)有成本高、阻抗大、笨重的焊接電纜，也有叫

11、做一體化或一體式點(diǎn)焊機(jī)的的。該類機(jī)型與分體式懸掛點(diǎn)焊機(jī)比較減輕重量約70 %；借助于平衡器，焊機(jī)可在工作空間上任意移動(dòng)位置，焊機(jī)本身也可作垂直或水平任意方向360°轉(zhuǎn)動(dòng)，焊接系統(tǒng)簡(jiǎn)便輕巧，操作輕便靈活，能實(shí)現(xiàn)全位置焊接。產(chǎn)生焊接電流的焊臂及電極采用插接結(jié)構(gòu)安裝于主機(jī)上，易拆卸易更換，因此，不同形狀、不同長(zhǎng)度的焊臂及電極可在同一焊機(jī)上互換使用，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。由于焊接回路減少，焊機(jī)出力能力提高，與懸掛式點(diǎn)焊機(jī)比較，可節(jié)約電能75 % 以上，同時(shí)可減少水、氣耗量，功率因數(shù)也大幅提高（一般為0.60.7之間）、，并可簡(jiǎn)化懸掛焊機(jī)的桁架結(jié)構(gòu)，節(jié)省配套設(shè)備，例如供電站的功率以及動(dòng)力電纜、空氣開關(guān)

12、的額定參數(shù)均可減小，節(jié)約安裝材料和安裝工時(shí)。由于該產(chǎn)品節(jié)能顯著、性價(jià)比高，焊接電流出力大，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛；尤其是在電網(wǎng)增容困難的汽車廠擴(kuò)大產(chǎn)能工程中，一體化懸掛焊鉗成為首選產(chǎn)品。一體化懸掛焊鉗容量主要為 25 kVA和 40 kVA，少部分為63 kVA。從功率參數(shù)對(duì)比也可看出手提式點(diǎn)焊機(jī)的節(jié)能效果。固定式點(diǎn)焊機(jī)除了在汽車整車廠得到應(yīng)用外，還大量應(yīng)用于汽車零部件制造廠。該焊機(jī)機(jī)身笨重、固定，人工或機(jī)器人夾持工件移動(dòng)，完成焊接。裝有凸焊電極臺(tái)板、對(duì)事先預(yù)制好凸點(diǎn)的工件完成凸焊工作例如常見的凸焊螺釘螺母的焊機(jī)成為凸焊機(jī)。固定式點(diǎn)焊機(jī)焊接回路短、導(dǎo)電截面大，能獲得較大的焊接功率和焊接電流。常用的有

13、63 kVA、100 kVA和200 kVA等功率參數(shù)焊機(jī)，能滿足一般低碳鋼材料焊接需要。4、點(diǎn)焊機(jī)的配電設(shè)計(jì)4.1保護(hù)元件的選擇點(diǎn)焊機(jī)保護(hù)元件的選擇最核心的就是確定焊機(jī)的額定電流及額定暫載率，知道上述數(shù)據(jù)后就可以選擇并整定熔斷器/斷路器的長(zhǎng)延時(shí)電流及瞬動(dòng)電流。這里以斷路器為例說(shuō)明如何計(jì)算。 Iset1=Kc1*Irh*h - 公式(1)Iset3=Kc3*Irh - 公式(2)式中： Iset1-斷路器脫扣器長(zhǎng)延時(shí)電流Iset3-斷路器脫扣器瞬動(dòng)電流 Kc1-斷路器脫扣器長(zhǎng)延時(shí)電流計(jì)算系數(shù)，電阻焊機(jī)取1.1Kc3-斷路器脫扣器瞬動(dòng)電流計(jì)算系數(shù)，電阻焊機(jī)取2.2Irh -焊機(jī)一次額定電流h -

14、焊機(jī)額定暫載率 下面舉例說(shuō)明選擇的方法（以常熟開關(guān)廠熱磁塑殼產(chǎn)品為例）：某懸掛點(diǎn)焊機(jī)額定容量為160kVA, 額定暫載率為20%，一次側(cè)額定電流為Irh=160/0.38=421A.。根據(jù)公式（1），Iset1=Kc1*Irh*h=1.1*421*0.2=207A，據(jù)此選擇斷路器殼架電流225A，額定電流為225A。根據(jù)公式（2），Iset3=Kc3*Irh =2.2*421=926.2A，瞬動(dòng)時(shí)電流選擇5*225=1125A。即選5倍In。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤是把暫載率按焊機(jī)運(yùn)行的實(shí)際暫載率（10%）代入上述公式，而額定電流按額定暫載率下的電流進(jìn)行進(jìn)算。舉例如下：如DN-200KVA

15、點(diǎn)焊機(jī)，額定容量為200kVA,電源為單相380V，其額定暫載率是20%。根據(jù)焊機(jī)額定容量的定義，在額定暫載率是20%時(shí)，其額定電流Irh=200/0.38=526.3A， ISET1=1.1*526.3*0.2 =258.9A(注意，配電設(shè)計(jì)手冊(cè)中此規(guī)格有誤)，選擇斷路器殼架電流400A，額定電流為300A。而有人按工藝提資料中整個(gè)車間點(diǎn)焊機(jī)的實(shí)際運(yùn)行暫載率進(jìn)行算（約為10%），此時(shí)ISET1=1.1*526.3*0.1 =183A，選擇斷路器殼架電流225A，額定電流為200A，是錯(cuò)誤的。此計(jì)算方法導(dǎo)致了焊機(jī)達(dá)不到額定出力，因其在10%暫載率下其允許電流I10%=526.3*（0.2/0.

16、1）=744.2A，沒(méi)有考慮實(shí)際暫載率運(yùn)行時(shí)其額定電流變大這個(gè)事實(shí)。如果焊機(jī)達(dá)到額定出力，開關(guān)將會(huì)跳閘。另一個(gè)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是一體化懸掛焊鉗的配電設(shè)計(jì)。從前面敘述中可以看到，一體化懸掛電焊機(jī)因其節(jié)能而使用的越來(lái)越多， 25 kVA的一體化懸掛焊鉗和125 kVA和的懸掛電焊機(jī)性能相當(dāng)。但該類焊機(jī)的額定暫載率為50%而不是20%，設(shè)計(jì)中很多設(shè)計(jì)人員未注意到該問(wèn)題，斷路器選擇偏小，導(dǎo)致實(shí)際使用中斷路器跳閘。一體化懸掛焊鉗開關(guān)選擇如下：25kVA: Iset1=Kc1*Irh*h=1.1*25/0.38*0.5=51.2A，據(jù)此選擇斷路器殼架電流100A，額定電流為63A。Iset3=Kc3*

17、Irh =2.2*25/0.38=144.7A,瞬動(dòng)時(shí)電流選擇10*63=630A，即選10倍In（無(wú)5倍In產(chǎn)品）。40kVA: Iset1=Kc1*Irh*h=1.1*40/0.38*0.5=81.9A，據(jù)此選擇斷路器殼架電流100A，額定電流為100A。Iset3=Kc3*Irh =2.2*40/0.38=231.6A,瞬動(dòng)時(shí)電流選擇5*100=500A，即選5倍In。63kVA: Iset1=Kc1*Irh*h=1.1*63/0.38*0.5=129A,據(jù)此選擇斷路器殼架電流225A，額定電流為160A。Iset3=Kc3*Irh =2.2*63/0.38=364A,瞬動(dòng)時(shí)電流選擇5*

18、160=800A，即選5倍In。4.2 點(diǎn)焊機(jī)電源線的選擇 對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)，因其為斷續(xù)工作制，其電源線在額定暫載率下的載流量應(yīng)大于額定持續(xù)率下的額定電流來(lái)選擇，導(dǎo)線在額定暫載率下的載流量見<<工業(yè)與民用建筑配電設(shè)計(jì)手冊(cè)>>第十二章。 舉例如下：懸掛點(diǎn)焊機(jī)額定容量為160kVA, 額定暫載率為20%，一次側(cè)額定電流為Irh=160/0.38=421A，選用YC型橡套軟電纜，查手冊(cè)可知：70mm2在暫載率20%溫度35度(假設(shè)的環(huán)境溫度)時(shí)，載流量為456A，滿足使用要求。同理懸掛點(diǎn)焊機(jī)額定容量為200kVA, 額定暫載率為20%，一次側(cè)額定電流為Irh=2

19、00/0.38=526A，選用YC型橡套軟電纜，查手冊(cè)可知：95mm2在暫載率20%溫度35時(shí)，載流量為561A，滿足使用要求。另外當(dāng)車間線路較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)注意校線路壓降，焊機(jī)一般要求電壓波動(dòng)在+10%。 為使用方便，常用點(diǎn)焊機(jī)斷路器及電纜選擇見下表：焊機(jī)種類焊機(jī)容量kVA額定電流A暫載率斷路器殼架電流A斷路器額定電流A電纜規(guī)格懸掛點(diǎn)焊機(jī) 75197.320160125YC-2x25+YC-1x16100263.220225160YC-3x35+YC-1x16125328.920225180YC-2x50+YC-1x25150394.720225225YC-2x70+YC-1x

20、35180473.720400250YC-2x95+YC-1x50200526.320400300YC-2x95+YC-1x50250657.920400350YC-2x120+YC-1x50一體化懸掛焊鉗2565.8506363YC-3x1640105.350100100YC-2x25+YC-1x1663165.850225160YC-2x35+YC-1x16 5、氣體保護(hù)電弧焊的分類氣體保護(hù)電弧焊根據(jù)電極是否熔化，可分為不熔化極（鎢極）氣體保護(hù)焊和熔化極氣體保護(hù)焊；按照保護(hù)氣體的種類不同可分為氬弧焊、氦弧焊、氫原子焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等；按操作方式不同可分為手工、半自動(dòng)、自動(dòng)氣

21、體保護(hù)焊。    汽車工業(yè)中使用的氣體保護(hù)弧焊機(jī)主要是CO2焊機(jī)，客車行業(yè)中大量采用。本文僅討論CO2焊機(jī)。 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是用二氧化碳作為保護(hù)氣體，依靠焊絲與焊件間產(chǎn)生的電弧來(lái)熔化金屬的一種氣體保護(hù)焊方法，簡(jiǎn)稱CO2 焊。氣體保護(hù)焊的焊接過(guò)程見下圖。 6、CO2焊機(jī)的組成焊接設(shè)備主要由電源、焊槍、送絲系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)等組成。電源的兩端接在焊槍與工件上，盤狀焊絲由送絲機(jī)構(gòu)送入焊槍導(dǎo)電嘴內(nèi)，隨焊接過(guò)程的進(jìn)行，焊絲不斷向熔池送進(jìn)，同時(shí)，保護(hù)氣體由供氣系統(tǒng)經(jīng)過(guò)焊槍噴嘴不斷噴出，形成保護(hù)氣流，防止空氣侵入熔池和電弧區(qū)內(nèi)。隨著焊槍的移動(dòng)，熔池金屬冷卻，

22、形成焊縫，焊件被焊接在一起。 7、CO2焊機(jī)的電氣特性CO2氣體保護(hù)焊機(jī)的電源大都為直流電源。目前應(yīng)用的有硅整流和逆變電源兩大類。其電源外特性為平特性。這是因?yàn)槠教匦耘浜系人偎徒z系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，可通過(guò)改變電源空載電壓調(diào)節(jié)電弧電壓；改變送絲速度調(diào)節(jié)焊接電流。焊接規(guī)范的調(diào)節(jié)比較方便。CO2氣體保護(hù)焊機(jī)的功率因數(shù)較高，一般為0.8。8、CO2焊機(jī)的配電設(shè)計(jì)8.1保護(hù)元件的選擇CO2焊機(jī)保護(hù)元件的選擇與點(diǎn)焊機(jī)的計(jì)算方法相同，不同的僅是計(jì)算系數(shù)不同， Kc1取1.3，Kc3取3.7。舉例如下：某NBC型CO2焊機(jī)額定容量為18.1kVA, 額定暫載率為60%，電源為三相380V，一次側(cè)額定電流

23、為Irh=18.1/（0.3*0.38）=27.5A.。根據(jù)公式（1），Iset1=Kc1*Irh*h=1.3*27.5*0.6=27.7A,據(jù)此選擇斷路器殼架電流63A，額定電流為32A。根據(jù)公式（2），Iset3=Kc3*Irh =3.7*27.7=102.5A,瞬動(dòng)時(shí)電流選擇10*63=630A。即選10倍In。8.2電焊機(jī)電源線的選擇對(duì)于CO2焊機(jī)，因其額定暫載率很高，因此電纜載流量校正系數(shù)取1，按長(zhǎng)期負(fù)載下載流量選擇即可。 舉例如下：  某NBC型CO2焊機(jī)額定容量為31.9kVA, 額定暫載率為60%，電源為三相380V，一次側(cè)額定電流為Irh=31.9/（0.

24、3*0.38）=48.5A.。選用YJV型橡套軟電纜，查手冊(cè)可知：10mm2在長(zhǎng)期負(fù)載下溫度35度時(shí)，載流量為72A，滿足使用要求。為使用方便，常用CO2焊機(jī)斷路器及電纜選擇見下表：焊機(jī)容量kVA額定電流A暫載率斷路器殼架電流A斷路器額定電流A電纜規(guī)格7.611.6606320YJV-4x418.127.5606340YJV-4x1031.948.5606363YJV-4x16 三、 焊接車間的負(fù)荷計(jì)算 焊接車間在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算（干線及變電所）時(shí)，點(diǎn)焊機(jī)的暫載率的取值是個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，我院曾經(jīng)按點(diǎn)焊機(jī)的額定暫載率進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，導(dǎo)致變壓器選擇過(guò)大，經(jīng)過(guò)工藝、電氣人員的共同分析，認(rèn)為實(shí)際工作中

25、點(diǎn)焊機(jī)的暫載率是比較小的，一般情況下，點(diǎn)焊機(jī)的通電時(shí)間約為0.2s,兩次通電間隔約為2s, 相當(dāng)于暫載率在815%之間。另外目前其他投產(chǎn)的工程給出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：焊接車間焊機(jī)容量的1/810作為變壓器的容量比較適當(dāng)，經(jīng)過(guò)折算，相當(dāng)于暫載率在15%（變電所同時(shí)系數(shù)取0.85）。因此計(jì)算時(shí)可根據(jù)各工程情況暫載率取在815%之間，變電所同時(shí)系數(shù)取0.85。三、 焊接車間的變電所設(shè)計(jì) 焊接車間設(shè)計(jì)考慮的問(wèn)題有： 1、變電所位置： 變電所均采用組合式變電所，以節(jié)省空間，變壓器采用干式變壓器。 對(duì)于規(guī)模較小的焊接車間，變電所可考慮采用內(nèi)附或外附式，對(duì)于規(guī)模較較大的焊接車間，變電所盡量設(shè)于車間中部負(fù)荷中心處，

26、并設(shè)置變電所鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)。 對(duì)于焊接車間的焊接機(jī)器人控制部分、照明及通風(fēng)部分，可考慮設(shè)置專用變壓器，如該部分容量較小，也可考慮從附近其他變壓器引來(lái)，以避免焊機(jī)引起的電壓波動(dòng)和諧波干擾。 2、電容補(bǔ)償： 因點(diǎn)焊機(jī)產(chǎn)生大量三、五次諧波，CO2焊機(jī)產(chǎn)生大量五、七次諧波，故焊接車間的電容補(bǔ)償回路應(yīng)串聯(lián)電抗器以抑制諧波，并防止電容器過(guò)負(fù)荷。對(duì)于三次諧波含量較多的，電容器回路可串聯(lián)14%的電抗器，對(duì)于五、七次諧波含量較多的，電容器回路可串聯(lián)5.57%的電抗器。 對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)為主的車間，因點(diǎn)焊機(jī)為單相380V，而每個(gè)焊點(diǎn)焊接時(shí)間很短（約0.2s）,故補(bǔ)償裝置應(yīng)采用單相動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。 對(duì)于CO2焊機(jī)為主的車間，補(bǔ)

27、償裝置可采用三相動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。四、 焊接車間的配電設(shè)計(jì)焊接車間配電方案一般采用干線式，干線采用插接式母線，當(dāng)工藝吊架可用時(shí)，母線設(shè)在工藝吊架上，當(dāng)采用工藝吊架不合理時(shí)，可考慮跨柱、墻敷設(shè)。需要注意的是：（1）焊接機(jī)器人控制電源不能由母線供電，應(yīng)考慮從電壓波動(dòng)不明顯的其他變壓器供電，當(dāng)僅有一臺(tái)變壓器時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置穩(wěn)壓電源。焊接機(jī)器人所配焊機(jī)可接自母線。（2）焊接車間的母線、橋架安裝應(yīng)注意與結(jié)構(gòu)協(xié)商預(yù)留吊點(diǎn)，如讓結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)梁、吊車梁下預(yù)留吊點(diǎn)或設(shè)置固定吊架用輔梁。（3）懸掛點(diǎn)焊機(jī)一般不設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)操作開關(guān)，CO2焊機(jī)除插接箱（動(dòng)力箱）設(shè)置斷路器外，焊機(jī)附近一般均設(shè)置工業(yè)連接器作為操作開關(guān)。五、 焊接車

28、間的照明設(shè)計(jì)焊接車間一般照明照度標(biāo)準(zhǔn)為200lx，工位照明設(shè)計(jì)項(xiàng)目由工藝負(fù)責(zé)，但應(yīng)考慮用電量。車間應(yīng)急照明只考慮疏散口上設(shè)置安全出口指示燈即可，疏散指示、雙頭應(yīng)急燈一般不裝設(shè)。值班照明一般取整個(gè)燈具的1/4左右。變電所照度為200lx，照明應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明，應(yīng)急照明的供電可采取以下方式：（1）集中型應(yīng)急電源EPS供電，(2)燈具均采用帶蓄電池的熒光燈，（3）雙電源互投箱。在低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50054 - 95）第4 3 4 條規(guī)定： “過(guò)負(fù)載保護(hù)電器的動(dòng)作特性應(yīng)同時(shí)滿足下列條件：   IBInIZ （4 3 4 - 1）   I21 45 IZ （4

29、 3 4 - 2）  式中： IB 線路計(jì)算負(fù)載電流（A）；        In 熔斷器熔體額定電流或斷路器額定電流或整定電流（A）；        IZ 導(dǎo)體允許持續(xù)載流量（A）；        I2 保證保護(hù)電器可靠動(dòng)作的電流（A）。      當(dāng)保護(hù)電器為低壓斷路器時(shí)， I2為約定時(shí)間內(nèi)的約定動(dòng)作電流； 當(dāng)為熔斷器時(shí)， I2為約定時(shí)間內(nèi)的約定熔斷電流